Прошлое и будущее обслуживания спутников

    Космос был и остаётся агрессивной средой для нас, в которой человек может прожить от силы одну-полторы минуты, проведя в сознании всего несколько секунд из них. Однако свои физиологические недостатки мы вполне компенсируем инженерным гением конструкторов космических кораблей и скафандров.


    Старт миссии STS-135 8 июля 2011 года — последняя миссия шаттлов

    Одним из таких проявлений стала программа «Спейс шаттл» — по которой было построено 6 кораблей (один из которых взамен утерянного в аварии), которые смогли за свои 135 полётов перевезти 355 астронавтов (из общего числа летавших в космос на данный момент в 551 человек), проведя в общей сложности 1322 дня на орбите и став также самой дорогой программой в истории NASA с ценой в 210 млрд $ на 2010 год (это дороже 150 млрд $ потраченных на МКС на тот момент, и 193 млрд $ потраченных на программу «Аполлон» в ценах 2010 года).

    Но программа «Спейс шаттл» примечательна не только своей дикой стоимостью и тем, что перевезла 2/3 из всех людей побывавших в космосе: в ходе этой программы было произведено 8 ремонтов в открытом космосе (5 из которых пришлись на телескоп «Хаббл») и спуск с орбиты 5 спутников в 4 миссиях.

    Миссия STS-41C (6-13 апреля 1984 года)

    Это был всего 11-й полёт по программе «Спейс шаттл» и как раз наступала её золотая эра (которая вскоре закончится с катастрофой «Челленджера»). В этом полёте было практически всё, чего ожидали фантасты от полёта космического челнока: вывод нового спутника на орбиту и ремонт старого, ловля спутника при помощи манипулятора и полёт астронавта в скафандре без «привязи» к кораблю.



    Шаттл был выведен на орбиту высотой в 533 км, после чего на следующий день после запуска экипаж «Челленджера» выгрузил при помощи манипулятора «Канадарм» установку для длительного экспонирования образцов в космосе (LDEF) — это был 12-граный корпус в форме цилиндра весом 9,7 тонн, на котором располагались 57 образцов материалов предоставленных 200 учёными из 8 стран.

    На следующий день экипаж поднял орбиту до 560 км для встречи с неисправным спутником SMM (миссия Солнечный максимум). У SMM ещё в ноябре 1980 года вышел из строя один из предохранителей в системе ориентации, в результате чего у него осталась в действии только электромагнитная система ориентации, которая «опиралась» на магнитное поле Земли. Но данная система имела недостаточную точность наведения, в результате чего только 3 из 7 приборов спутника могли следить за Солнцем.

    В первую очередь спутник для ремонта надо было поместить в грузовой трюм шаттла, но Джеймсу ван Хофтену и Джорджу Нельсону за три попытки так и не удалось это сделать при помощи специального инструмента для захвата (из-за втулки, которой не было на чертежах аппарата). В результате астронавтом пришлось импровизировать и Нельсон, ухватившись руками за солнечные панели, начал тормозить спутник при помощи двигателей своего пилотируемого маневрового модуля (MMU).



    Так как сила прилагалась далеко не к оси вращения аппарата — вращение ничуть не замедлилось, а стало неконтролируемым сразу по нескольким осям. Центру управления SMM пришлось срочно отключать все некритические приборы (так как ориентация на Солнце совсем потерялась и аппарат начал быстро терять заряд батарей), но в итоге с помощью электромагнитной системы ориентации вращение удалось погасить, после чего он был захвачен Канадармом и погружен в грузовой отсек. После этого у SMM была заменена система ориентации, электронный блок управления коронографом и установлен газовый кожух над рентгеновским полихроматографом. В итоге после двух выходов астронавтов в космос аппарат был восстановлен, и после месяца тестов был снова введён в строй.



    Основная и альтернативная нашивки миссии: на основной над ловящего астронавтом SolarMax схематически изображено Солнце которое он изучал; на альтернативной нашивке изображён чёрный кот с горящими глазами, под которым пролетает шаттл — символизирующий посадку миссии в пятницу 13-е, которое ко всему прочему — ещё и изначально имело обозначение STS-13.

    Миссия STS-51A (8-16 ноября 1984 года)

    Это была уже миссия для полноценного космического челнока: на орбиту надо было вывести два канадских спутника Anik D2 и Syncom IV-1, и снять с орбиты также два спутника — Palapa B2 и Westar 6, которые были выведены миссией STS-41B, но из-за неисправностей двигателей не смогли добраться до расчётной орбиты. Ещё до запуска «Дискавери» спутники были переведены с орбиты 970 км на 340 км (так как шаттл не мог добраться до столь высокой орбиты). Спутник Anik D2 был запущен на второй день миссии, а Syncom IV-1 — на третий.

    Далее последовали два дня орбитальных манёвров, которые подвели в итоге шаттл на встречу со спутником Palapa B2. Джозеф Аллен подлетел с помощью MMU к нему и вставил инструмент под названием «Устройство захвата маршевого двигателя» или просто «Жало» в сопло маршевого двигателя спутника (так как этот двигатель размещается на линии центра масс спутника — это было самое удобное место для захвата).



    С помощью инструмента ему удалось сократить частоту вращения спутника до 1 об/мин, но первая попытка Дейла Гарднера (пристыкованного к концу манипулятора Канадарм) захватить спутник не увенчалась успехом. Однако со второго раза при поддержке Анны Фишер (управлявшей Канадармом) им всё-таки это удалось. Вся операция заняла около 2 часов.



    На следующий день их ожидал второй спутник (Westar 6) который уже без проблем был захвачен тем же инструментом Дейлом Гарднером, и переправлен при поддержке Джозефа Аллена в грузовой отсек «Дискавери».


    Гарднер в шутку сфотографировался с табличкой «На продажу» (ссылаясь на статус этих спутников). Westar 6 в итоге и правда был продан фирме AsiaSat, и полетел как спутник №1 этой фирмы спустя 6 лет (7 апреля 1990 года).

    Кадры этих двух миссий (STS-41C и STS-51A) наряду с кадрами ряда других полётов шаттлов попали в фильм «Мечта жива», название которого оказалось пророческим — число полётов шаттлов росло не по годам а по месяцам, и мечта о дешёвом космическом челноке действительно оставалась жива до следующего события.

    Катастрофа «Челленджера» 28 января 1986 года

    Считается что к закрытию программы «Спейс шаттл» привела вторая катастрофа (шаттла «Колумбия»). Однако, по моему мнению — у программы не было шансов уже после первой. Министерство обороны собиравшееся использовать шаттлы для своих целей, выставило к ним дикие требования по грузоподъёмности в 30 тонн, из-за чего у программы практически не было шансов выйти на расчётный уровень в 50 полётов за год (что должно было обеспечить системе стоимость около 1,5 тыс. $ за кг).

    Более того, военные уже было построившие площадку SLC-6 на базе Ванденберг для запуска шаттлов с их грузами (первый полёт с неё должен был состояться уже 15 октября в том же году) умыли руки и отказались от шаттлов в пользу ракета-носителя Titan IV. Таким образом шаттлы потеряли множество заказов, а полярная орбита навсегда оказалась для них закрытой. NASA признало MMU слишком опасным и никогда больше не использовались. Оба летавших в космос MMU хранились в чистой комнате NASA вплоть до 1998 года, после чего были отправлены в Национальный музей воздухоплавания и аэронавтики и Ракетно-космический центр в Хантсвилле.

    Миссия STS-32 (9-20 января 1990 года)



    После вывода на второй день миссии 12-тонного спутника Syncom IV-F5, экипаж приступил к возврату установки с образцами для экспонирования LDEF, который из-за множества задержек завис на орбите на 4,5 года дольше планированных 11 месяцев, и уже был близок к тому, чтобы сгореть в атмосфере опустившись слишком низко. Экипаж около 4,5 часов снимал образцы на поверхности LDEF, после чего подцепил его Канадармом и погрузил в грузовой отсек. Ради медицинских исследований длительного пребывания в космосе экипаж задержался на орбите, установив тем самым новый рекорд в 11 дней пребывания шаттла в космосе.



    Миссия STS-49 (7-16 мая 1992 года)

    Задачей этой миссии был ремонт спутника Intelsat 603 который не смог достичь геопереходной орбиты из-за того что третья ступень ракета-носителя Титан CT-3 не отделилась от разгонного блока. Экипажу требовалось присоединить спутник к новому разгонному блоку, но прежде всего — со спутником требовалось состыковаться. Пьерр Туот и Ричард Хиб дважды выходили в космос (на 3,7 и 5,5 часов) пытаясь присоединить спутник к штанге, но у них так ничего и не получилось. В итоге им пришлось импровизировать: к двум астронавтам выходившим до этого присоединился Томас Эйкерс, и втроём им всё-таки удалось поймать 4,2-тонный спутник (правда затратив на это ещё 8,5 часов).



    Не смотря на такие задержки Туот и Эйкерс провели ещё один (уже четвёртый) 7,7-часовой выход в космос, для того чтобы провести тесты подтверждающие возможность сборки на орбите станции «Фридом» (правда этот выход всё же пришлось сократить, но и станция в итоге никуда не полетела, а была преобразована в итоге в МКС). В итоге астронавты за эту миссию провели в открытом космосе 25 часов и 27 минут.

    Миссия STS-57 (21 июня — 1 июля 1993 года)

    В этой миссии экипажу необходимо было вернуть Европейский возвращаемый носитель (EURECA) на котором размещались образцы для экспозиции в условиях невесомости и вакуума. На шаттл «Индевор» был неправильной стороной установлен разъём, через который должен был питаться спутник, из-за чего двойную антенну спутника пришлось складывать вручную, в ходе почти 6-часового выхода в космос. Однако в остальном всё прошло как следует и остаток миссии астронавты провели занимаясь экспериментами в Спейсхэб.



    Миссия STS-61 (2-13 декабря 1993 года)

    Практически сразу после вывода телескопа «Хаббл» на орбиту шаттлом «Дискавери» 24 апреля 1990 года стало понятно, что главное зеркало телескопа имеет дефект: края зеркала были сделаны с меньшим изгибом, нежели было положено, и хотя отклонение составляло всего 2,2 микрона — производимая им сферическая аберрация весьма серьёзно портила снимки:


    Снимки галактики М100 до и после установки системы коррекции

    Главное зеркало весило 828 кг при диаметре в 2,4 метра и изготовить и заменить его было практически нереально. Поэтому было решено установить на «Хаббл» систему оптической коррекции (COSTAR) которая бы компенсировала аберрацию. Из-за урагана достигшего мыса Канаверал 30 октября ангар где собирался шаттл был загрязнён, и сборку «Индевора» пришлось перенести из ангара стартового стола 39A на позицию 39B. 18 ноября у шаттла была обнаружена неисправность одного их 4 датчиков усилителя элевонов, но так как доступ к нему был возможен только через опору заднего шасси (что требовало установку шаттла обратно в сборочный цех и разборку части конструкции), а комиссией допускалась работа 3 из 4 усилителей — датчик был отключен и не использовался в полёте. Первая попытка старта 1 декабря была отменена из-за погодных условий, так что шаттл стартовал со стартового стола 39B 2 декабря.

    В качестве подготовки к предстоящему ремонту, весь второй день полёта был выделен экипажу на отдых. На третий день полёта Центр управления операциями «Хаббла» передал команду телескопу сложить две его направленные антенны, а экипаж сделал несколько орбитальных манёвров, чтобы подойти вплотную к телескопу. После визуальной инспекции «Хаббл» был захвачен манипулятором шаттла, а экипаж вернулся к отдыху.

    В этой миссии экипаж шаттла установил рекорд по длительности выходов в открытый космос среди всех миссий шаттлов на тот момент (35 часов и 28 минут за 11 суток полёта) и чтобы не вымотать в конец двух астронавтов (что грозило потерей их внимания и последовавшей за этим поломке телескопа или даже серьёзными рисками для самого экипажа) при выходах в открытый космос осуществлялась ротация состава: 1, 3 и 5 выход осуществляли Фрэнклин Масгрейв и Джефф Хоффман, в то время как 2 и 4 — Томас Эйкерс и Кэтрин Торнтон (которые также участвовали во второй по продолжительности миссии STS-49).


    «Хаббл» с новенькими солнечными батареями рулонного типа (два красных цилиндра по бокам), старые батареи с логотипом европейского агентства ESA — сложены на переднем плане

    На четвёртый день был запланирован первый выход в открытый космос, занявший почти 8 часов (второй по продолжительности выход в открытый космос для астронавтов NASA на тот момент). Так как MMU у экипажей шаттлов уже не было — жизненно важным для астронавтов стала механическая связь с шаттлом или телескопом в процессе работы. Поэтому сразу после выхода из шлюзового отсека Джеффри Хоффман установил платформу для крепления ног на манипулятор шаттла. На неё встал Френклин Масгрейв который установил защитные кожухи на всенаправленную антенну и её подшипник (находящийся под напряжением), открыл дверь отсека оборудования телескопа и установил второе крепление ног уже внутри него.

    Далее начался непосредственно ремонт: были заменены две пары гироскопов и два блока управления гироскопами, после чего были заменены 8 плавких предохранителей электрических цепей «Хаббла», после чего его гироскопы полностью восстановили свою работоспособность. Для закрытия 2 из 4 замков на дверях отсека с гироскопами пришлось приложить усилия обоих астронавтов (инженеры предположили что это было из-за перепада температур, которое произошло пока двери были открыты).

    На следующий день в ходе 6,6-часового выхода была произведена замена солнечных батарей. У Торнтона при этом выходе в начале были проблемы с давлением в скафандре, а после этого — проблемы со связью, так что всю информацию Торнтону ЦУП передавал через Эйкерса. Повреждённое крыло солнечных батарей был снято с телескопа во время ночного прохода над Сахарой (чтобы снизить негативный эффект от его отсутствия), после чего было установлено новое. Неисправное крыло было сброшено на дневной стороне над Сомали, после чего шаттл сделал небольшой манёвр в 1,5 м/с для отхода от него. Второе крыло было погружено в грузовой отсек, и было возвращено европейскому агентству ESA для анализа.

    В ходе третьего 6,8-часового выхода на следующий день были установлены планетарная и камера широкого угла обзора, а также заменены оба магнетометра телескопа, выполнявшие роль компаса для грубой ориентации «Хаббла». Планетарная камера имела улучшенные характеристики в ультрафиолетовом спектре, а также собственную систему коррекции аберрации (с этого момента все камеры телескопа снабжались подобной системой). На четвёртый выход, длившейся 6,8 часов, был заменён высокоскоростной фотометр и установлена система оптической коррекции COSTAR, позволившая телескопу добиться тех потрясающих характеристик по разрешающей способности, которые должны были быть получены ещё изначально. После завершения выхода пилот Кеннет Бауэрсокс выполнил орбитальный манёвр, поднявший орбиту связки «Индевора» и «Хаббла» с 587 км на 594 км до высоты 594,3 км на 595,8 км (перигей/апогей).



    Выполненный 8 декабря выход длительностью 7,4 часа была заменена электроника управления солнечными батареями, после чего экипаж передал команды к их раскрытию, но никакого эффекта не последовало. После этого была подана команда на раскрытие одного крыла солнечных батарей при помощи обоих двигателей, но это тоже не имело успеха. Солнечные батареи начали раскрываться только после того, как астронавты вручную сложили механизм раскрытия, и снова подали команду на раскрытие батарей. После этого был обратно подключен Спектроскоп высокого разрешения Годдарда и установлены чехлы для магнетометров, изготовленные прямо на борту «Индевора». После этого выход в открытый космос был завершён, а «Хаббл» расправил свои направленные антенны, после чего был выпущен в свободный полёт.

    Миссия STS-72 (11-20 января 1996 года)

    Эта миссия заключалась в возвращении японского спутника «Space flyer unit» изучавшего микрогравитацию и нёсшего на себе образцы для экспонирования в космосе. Манипулятором шаттла в этой миссии управлял Коити Ваката — 4 астронавт японского космического агентства JAXA для которого это был первый из его 4 полётов. По команде с Земли солнечные батареи спутника были сложены, но датчики свидетельствовали о неполной укладке их в контейнеры, из-за чего их вместе с контейнерами пришлось отстрелить. Впрочем, это лишь отсрочило на 1,5 часа встречу шаттла «Индевор» со спутником, а сам захват манипулятором спутника и его погрузка в грузовой отсек — прошли штатно.



    На 4 день миссии из грузового отсека был выгружен аппарат OAST-Flyer, который нёс на себе несколько экспериментов: сравнение реального влияния загрязнения космического аппарата с компьютерной моделью, демонстратор GPS-технологий и эксперимент по любительской радиосвязи от университета Мэриленда. Аппарат в свободном полёте отдалялся от шаттла на 72 км, но через 50 часов по плану был возвращён манипулятором обратно в грузовой отсек. Также в ходе миссии было произведено два выхода в космос около 6 и 7 часов каждый, для тестов технологий необходимых для постройки МКС.

    Миссия STS-82 (11-21 февраля 1997 года)


    Тренировки астронавтов на макете телескопа «Хаббл» в тренажёре нейтральной плавучести

    Это была вторая миссия по обслуживанию «Хаббла», которая должна была быть значительно проще и требовать только 4 выходов в космос. На третий день миссии была осуществлена стыковка шаттла «Дискавери» и первый 6,7-часовой выход в космос, в ходе которого были демонтированы Спектрограф большого разрешения Годдарта и Спектрограф тусклых объектов, на их место были установлены Регистрирующий спектрограф космического телескопа и Камера ближней инфракрасной области и многообъектный спектроскоп (NICMOS).

    На следующий день был осуществлён второй 7,5-часовой выход в котором были заменены Точный датчик наведения (вместе с установкой нового блока повышающего его точность) и Магнитофон для инженерно-научных записей, а также был зафиксирован износ изоляции на стороне обращённой к Солнцу и направленный по ходу движения телескопа. В третьем 7,2-часовом выходе днём спустя был заменён блок интерфейса данных и инженерно-научный катушечный магнитофон для инженерно-научных записей (на твердотельный накопитель).

    После этого выхода в открытый космос было решено добавить в план ещё один выход, для ремонта изоляции. На 6 день миссии был проведён последний по плану 4 выход в космос длительностью 6,5 часов, в котором был заменён электронный блок управления солнечными батареями и заменено термоодеяло вокруг магнитометра телескопа на многослойную изоляцию. В этот же день два других астронавта готовили замену для изоляции «Хаббла», которую они установили на следующий день входе внепланового выхода в космос. Кроме этого в ходе миссии орбита телескопа была поднята почти на 15 км, став тем самым рекордной высотой полёта в 620 км высоты как для шаттлов, так и для «Хаббла». Общее время проведённое астронавтами в открытом космосе составило 33 часа и 11 минут.

    Для целей отдыха экипажа также как и прошлый раз производилась ротация выходивших в космос астронавтов: 1, 3 и 5 выход в космос осуществляли Марк Ли и Стивен Смит, в то время как 2 и 4 — выполняли Грегори Харбо и Джозеф Ричард.

    Миссия STS-103 (20-28 декабря 1999 года)



    Эта миссия изначально планировалась на июнь 2000 года, но из-за выхода из строя 3 из 6 гироскопов «Хаббла» последовательно в 1997-1999 годах, он оказался в одном отказе от невозможности продолжения своей миссии (без 3 рабочих гироскопов точное наведение телескопа на цель было невозможно). Это была бы настоящая катастрофа для астрономов потому-что время телескопа расписывается буквально на годы вперёд, и только 1/5 от предложений по наблюдениям принимается — это даже привело к разработке «Институтом исследований космоса с помощью космического телескопа» специальной программы для составления расписаний наблюдений «Science planning and scheduling system» (SPSS).

    Гироскопы телескопа представляют из себя колёса вращающиеся на частоте 19200 об/мин, электродвигатели которых питаются проводниками толщиной с человеческий волос. Причиной выхода из строя было признано окисление проводников кислородом, так что все 6 новых гироскопов были заполнены азотом и размещены попарно в сборки датчиков скоростей. Кроме новых гироскопов экипаж в очередной раз заменил Точный датчик наведения и бортовой компьютер, который являясь в 20 раз более быстрым и имея в 6 раз больше памяти, позволил переложить часть проверок внутренних проверок аппарата с Земли на внутренние средства, тем самым снизив эксплуатационные расходы.

    Также был установлен улучшенный набор управления напряжением и температурой батарей, который должен был предотвратить выход их из строя при переходе телескопа в защитный режим, и был заменён один из двух передатчиков S-диапазона предназначенный для связи с Землёй через сеть TDRS спутников NASA (в замен вышедшего из строя в 1998 году). В дополнение ко всему этому 2 из 3 катушечных магнитофонов «Хаббла» был заменён на твердотельный накопитель. Также этот полёт оказался примечателен тем, что в нём в качестве пилота участвовал один из близнецов-астронавтов Скотт Келли, который имеет третий показатель по общей продолжительности полётов среди астронавтов NASA (520 дней), но в тот момент это для него был только первый полёт. В общей сложности экипаж провёл 3 выхода в открытый космос чуть дольше 8 часов каждая.

    Миссия STS-109 (1-12 марта 2002 года)


    Телескоп «Хаббл» и шаттл «Колумбия» выполняющий свою предпоследнюю миссию

    Так как поломки гироскопов потребовали вынужденного сдвига предыдущей миссии влево — этой миссии пришлось завершать то, что планировалось доделать ещё в ходе третьей миссии обслуживания: установить Усовершенствованную обзорную камеру, новые твёрдые солнечные батареи, блок управления питанием, установить экспериментальный криогенный охладитель для Камеры ближнего инфракрасного диапазона и мульти-объектного спектрометра. В общей сложности это заняло 5 дней и 5 выходов в открытый космос продолжительностью в 35 часов и 55 минут. Как и в прошлые разы состав астронавтов менялся: в начале в космос выходили Джон Грансфелд и Ричард Линнехан, затем их сменяли Джеймс Ньюман и Майкл Массимино, после чего всё повторялось вновь.

    Миссия STS-125 (11-24 мая 2009 года)

    Катастрофа шаттла «Колумбия» произошедшая при возвращении его с орбиты 1 февраля 2003 года — окончательно подкосила проект. Все миссии кроме критически важных (к которым относились сборка МКС и одна миссия по обслуживанию «Хаббла») были отменены, а после каждого старта шаттла с помощью камеры на его манипуляторе стала осуществляться полная проверка его на наличие повреждённых плиток. На случай необходимости эвакуации экипажа с «подбитого» шаттла почти на каждом старте стал дежурить второй из них, который после проверок поверхности отправляли обратно готовиться к своему полёту.


    Летящий впервые на встречу с «Хабблом» «Атлантис» и страхующий его «Индевор» (сзади)

    Это была финальная миссия по ремонту «Хаббла» и других уже не планировалось, поэтому экипажу необходимо было выполнить всё ещё более дотошно и чётко чем обычно, так как другого шанса вернуться и что-то исправить, у них уже не было. На третий день полёта экипаж осуществил стыковку с «Хабблом» и осуществили визуальный осмотр телескопа. В первый 7,3-часовой выход в открытый космос была осуществлена замена широкоугольной камеры и частично-неисправного компьютера обработки и передачи данных, а также был установлен механизм мягкого захвата совместимый с системой стыковки NASA который предназначался для дальнейшего управляемого свода телескопа с орбиты (а возможно даже будет использован для ещё одной миссии его обслуживания).

    В ходе второго, почти 8-часового выхода осуществлённого на следующий день, были заменены все 6 гироскопов «Хаббла» и 3 его аккумуляторные батареи. В ходе следующего 6,6-часового выхода был осуществлён демонтаж системы оптической коррекции которая когда-то спасла «Хаббл» (а сейчас стала не нужной, так как все приборы телескопа были укомплектованы собственными системами коррекции, сейчас эта система выставляется в Национальном музее авиации и космоса в Вашингтоне). На место этой системы был установлен спектрограф космического излучения и произведён ремонт усовершенствованной обзорной камеры, в которой в 2007 году произошло короткое замыкание, выведшее из строя несколько электронных компонент.

    На следующий день в ходе 8-часового выхода был осуществлён ремонт блока питания регистрирующего спектрографа. Из-за заклинившей резьбы на одном из 4 винтов, ручку на корпусе этого прибора пришлось вырвать силой, к счастью оставшиеся 107 винтов оказались в порядке, но это всё равно заняло слишком много времени, и вторую задачу пришлось перенести на финальный выход. Вместо старой крышки блока питания со 100 винтами была установлена новая — с двумя защёлками: остаётся только гадать, о чём думали конструкторы, придумывая такое замысловатое крепление. Ещё через день был осуществлён уже пятый по счёту, 7-часовой выход в космос, в ходе которого был заменён второй пакет из 3 аккумуляторных батарей телескопа, а также установлены 3 теплоизоляционные панели (одну из которых не доустановили прошлый раз). В конце выхода астронавты сняли защитные чехлы с антенн и выдали команду на их раскрытие.

    На следующий день (19 мая 2009 года) телескоп был отстыкован от креплений в грузовом отсеке, и с помощью манипулятора шаттла в 12 часов 57 минут по UTC отправился в свой свободный полёт.

    Момент отделения «Хаббла» от шаттла «Атлантис»

    После нескольких месяцев тестов телескоп «Хаббл» вновь приступил к съёмкам в начале сентября 2009 года, которыми занимается до сих пор. Таким образом в ходе этой миссии астронавты провели 36 часов и 36 минут в открытом космосе, а за все 5 миссий обслуживания телескопа «Хаббл» — 20 астронавтов обслуживававших телескоп суммарно провели в открытом космосе целых 13 дней 12 часов и 6 минут.

    СССР и Россия

    У наших космонавтов так и не представилось возможности полетать на «Буране» и починить какие-нибудь спутники. Однако периодическая возможность/необходимость заняться ремонтом представлялась и им: кроме спасательной операции «Союз Т-13» (о которой можно прочитать в книге «Записки с мёртвой станции» от одного из двух её участников — В.П. Савиных) и столкновения грузового корабля «Прогресс М-34» со станцией «МИР» (в ходе которого были повреждены солнечные батареи и радиаторы станции, а также был пробит герметичный корпус модуля «Спектр», который не смотря на многократные попытки его починки так и пролетал 2 года до затопления станции в разгерметизированном состоянии).

    Был также примечательный случай с недавно умершим Георгием Гречко, который увлёкся ремонтом солнечного телескопа ОСТ-1 на станции Салют-4: ЦУП считал что телескоп невозможно починить и не выделял космонавтам на его ремонт времени, поэтому он урывал это время из сна (за что даже получил выговор), но в итоге ему удалось его починить, за что в последствии Николай Черных назвал его именем один из открытых им астероидов (за номером 3148). Кроме этого было множество текущих ремонтов оборудования на станциях серии «Салют», все из которых перечислить просто невозможно.

    Настоящее и будущее

    С тех пор как МКС была достроена — практически всё обслуживание космических аппаратов свелось к текущему ремонту станции и запуску кубсатов (которые также иногда представляется возможность отремонтировать):

    image

    Таким образом в пилотируемых миссиях по обслуживанию спутников наступило затишье, но оно не должно продлиться долго: не смотря на проигрыш Sierra Nevada Corporation в программе CCP (по доставке астронавтов на МКС) у них всё ещё остаётся заказ на 6 полётов по программе CRS (по доставке грузов). И их космоплан «Бегущий за мечтой» не намерен сдаваться: он уже прошёл испытания со сбросом на высоте и испытания тормозной системы. Сейчас рассматривается возможность использования их космоплана для миссии обслуживания телескопа «Хаббл» в 2020-х годах.


    Имеются определённые подвижки и в автоматизированных системах. Так 9 марта 2007 года в космос были запущены два спутника: NEXTSat выполнявший роль цели, и ASTRO — который осуществил с ним стыковку 29 июня. В ходе испытательного полёта была осуществлена стыковка, передача топлива (гидразина) и батарей.

    На данный момент существует два проекта коммерческого обслуживания спутников — SIS и MEV, которые сильно отличаются: Space Infrastructure Servicing разрабатываемый канадской фирмой MacDonald предусматривает кольцевой захват вокруг маршевого двигателя спутника и последующую заправку спутника; Mission Extension Vehicle от американской ViviSat предусматривает установку захвата внутрь сопла (сходного с «Жалом» использовавшимся на шаттлах) и не предусматривает заправки спутника-цели — после стыковки спутник обслуживания будет использовать собственную систему ориентирования и свои двигатели для поддержания положения связки спутников.



    К сожалению оба проекта не получили необходимого финансирования на данный момент и по ним так и не произведено ни одного теста на орбите. Также свои предложения по этому направлению выдвинули NASA (их Restore-L должен полететь в середине 2020-х) и ESA (на фото выше). Также об успешном запуске 25 июня 2016 года и испытании своего проекта из двух спутников (цель и спутник-заправщик) объявил Китай, но больше об их проекте ничего не известно.
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More
    Ads

    Comments 51

      +3
      К слову в спасательные операции можно записать ручное отделение радиотелескопа КРТ-10 от орбитальной станции
      Ситуация была критическая. Антенна загородила стыковочный узел, к которому должны были ещё причаливать корабли. Можно было срочно возвратить экипаж на Землю и тогда вся программа предстоящих полетов на станцию была бы завершена так как антенна могла бы повредить любой приближающийся корабль, и в любой момент антенна могла повредить и станцию.

      image
        0
        Удивляет использование плавких предохранителей в спутниках!
          +1
          У них есть два неоспоримых преимущества — это надёжность и скорость реакции. Ну а если какой-нибудь термобиметаллический предохранитель сработает несколько раз на нежной электронике до того как этот факт заметят — то новый предохранитель для ней может и не потребоваться.

          Хотя в центре управления Вояджером-2 постоянно ловящим «убегающую» частоту аппарата вполне могут иметь другое мнение по этому поводу (аппарат остался с одним рабочим передатчиком, но уже без сопрягающего конденсатора отвечавшего за подстройку частоты из-за трёх подряд сгоревших предохранителей).
            +1
            Скорее всего, речь идет о самовосстанавливающихся предохранителях: ru.wikipedia.org/wiki/Самовосстанавливающийся_предохранитель
            Они имеют высокое быстродействие и не требуют замены после срабатывания.
              +1
              Они имеют высокое быстродействие и не требуют замены после срабатывания.

              1. Он как раз должен прогреться, что-бы сопротивление выросло. Типичные времена срабатывания у Bourns при 5..10 кратной перегрузке — от десятых долей до секунды (Max. Time To Trip).
              2. Ресурс ограничен. У того-же Bourns специфицируется 100 срабатываний (Trip Cycle Life).
          +3
          Спасибо за статью, как раз то, чего не хватало про космос, т.к. до этого думал что в космос летают только спутники и космонавты на мкс.
            0
            Из-за заклинившей резьбы на одном из 4 винтов
            . Думал в космосе в условиях вакуума, все резьбовые соединения намертво привариваются. А тут почти спокойно отвинтили.
            То есть одно из двух, либо винты «особые космические» с покрытием, либо холодная сварка в вакууме преувеличена. Кто-нибудь может подтвердить или опровергнуть?
              +3
              Сварка происходит после потери поверхностью слоя оксида. Обычно для этого надо свариваемые поверхности потереть друг об друга.
                0
                То есть, если завинтить на земле, то в космосе можно вывинтить. А если завинтить в космосе, то сварится, потеряв оксидный слой при трении.
                  +2
                  Да. Если узел должен постоянно двигаться, то там применяют другие решения. У Вег подвижная платформа для телесъемки кометы использовала смазку с молибденом. У Луноходов механизмы колес были изготовлены методом запекания смеси металлического и стеклянного порошков.
                +3
                Сыромятников писал, что в условиях вакуума с материалами творится самая разнообразная чертовщина. Отмечали случаи снижения трения между деталями, между которыми ожидалось его увеличение. Короче, большая и сложная наука.
                А сварка — не то чтобы преувеличена, но явно неуниверсальна.
                  0
                  А можно ссылку?
                    +2
                    Книга «100 рассказов о стыковке». Точную страницу не помню. Где-то на этапе разработки приводов и амортизаторов для стыковочного механизма. Они столкнулись с тогда ещё предположением о возможности сварки трущихся деталей в космосе и стали это предположение проверять. В случае с механизмами стыковочных агрегатов никакой сваркой даже не пахло.
                      +2
                      Вокруг орбитальной станции наверное выхлопа хватает для загрязнения поверхности. Ориентация, поддержание орбиты, стыковки постоянные.
                        +1
                        Когда Сыромятников этим занимался — ещё даже из двух «Союзов» станции не было.
                  +2
                  В космосе винт и гайка могут друг друга вообще не касаться, если там изначально посадка без натяга. Из-за медленных вращений аппарата вокруг своей оси в процессе его вращения вокруг Земли — были случаи, когда резьбовые соединения самостоятельно выкручивались.
                    0
                    Думаю, это все же из-за температурных перепадов, а не из-за самого вращения. Хотя шайба Гровера и на Земле в любом болтовом соединении штука полезная )
                  +2
                  Интересно, а будут ли хоть какие-то шансы отремонтировать James Webb в одной из точек Лагранжа, если это потребуется :(?

                  Динамически, на сколько я понимаю, связка Dragon2 + Falcon Heavy(или Orion + SLS) смогла бы обеспечить рандеву со сломавшимся James Webb, потребный dV меньше, чем технически возможен, но можно ли поставить на Dragon2(или Orion) манипулятор, и вообще использовать капсулу как ремонтный корабль?
                    +1

                    Самое простое как с фантастическим планом автора


                    Таким образом в пилотируемых миссиях по обслуживанию спутников наступило затишье, но оно не должно продлиться долго: не смотря на проигрыш Sierra Nevada Corporation в программе CCP (по доставке астронавтов на МКС) у них всё ещё остаётся заказ на 6 полётов по программе CRS (по доставке грузов). И их космоплан «Бегущий за мечтой» не намерен сдаваться: он уже прошёл испытания со сбросом на высоте и испытания тормозной системы. Сейчас рассматривается возможность использования их космоплана для миссии обслуживания телескопа «Хаббл» в 2020-х годах.

                    Да такие фразы звучали несколько лет назад, но их мало кто воспринял в всерьез.
                    Пилотируемая версия хоть и существует в планах, но ее никто не заказывал.
                    Пилотируемый корабль выводится или стыкуется на орбите с модулем который содержит шлюз для выхода в космос, манипулятор для операций с объектами, двигательную установку для маневрирования в космосе, так же обеспечивающую изменение орбиты как к объекту, так и для возвращения на Землю. Ну и жилой отсек и прочее.
                    Что-то не верится что для совершения EVA они будут разгерметизировать весь корабль как было в 60-70х годах.

                      +1

                      Хотя все написанное было моей вольной фантазией после чтении статьи о возможных миссий Ориона EM-2 и EM-3 для создания окололунной станции https://www.nasaspaceflight.com/2017/09/sls-em-1-em-3-notional-mission-outline/


                      НАСА вот так представляло полет Ориона по миссии ARM.
                      Стыковка с объектом где-то около Луны без манипулятора, проведение EVA сразу из капсулы Орион.


                      Заголовок спойлера
                        +1
                        Пилотируемая версия (Бегущего за мечтой) хоть и существует в планах, но ее никто не заказывал.
                        Не совсем точно.Над этим задумываются и в ESA, и в ООН, изредка об этом появляются сообщения.

                        Но главное то, что для ремонта и обслуживания спутников можно использовать Дракон и Старлинер, которые уже скоро точно появятся,. При этом стоимость запуска Дракона увеличивает вероятность такой миссии.
                          +1

                          Совсем точно.
                          Никто не заказывал изготовление пилотируемой версии, была только разработка для НАСА.
                          ООН только грузовая. Ждем завтра?
                          http://www.unoosa.org/oosa/en/informationfor/media/2017-unis-ma-177.html
                          VIENNA, 7 September (United Nations Information Service) — The United Nations Office for Outer Space Affairs (UNOOSA) and the Sierra Nevada Corporation (SNC) will announce further details of the proposed Dream Chaser® space mission for United Nations Member States on Tuesday 26 September 2017, from 11.00 to 11:30 at the UNOOSA exhibition booth (site 23) at the International Astronautical Congress (IAC) in Adelaide, Australia.


                          In 2016, UNOOSA and SNC announced a dedicated space mission to provide United Nations Member States, especially developing and emerging countries, with the opportunity to develop and fly payloads in microgravity conditions related to the Sustainable Development Goals (SDGs) for an extended duration in low-Earth orbit using SNC's Dream Chaser® spacecraft. This will be the first-ever space mission dedicated to the SDGs. The announcement at this year's IAC will include information about next steps in the initiative for interested countries and other parties.

                          +1

                          Но к слову — В списке разрабатываемых присутствует.
                          https://twitter.com/spacechelle/status/912539561116364800
                          Exciting times! There are 6 vehicles under development in US for taking humans to space — George Nield of @FAANews #IAC2017 #LetsFly
                          image
                          image

                        +1
                        Доставить туда корабль с экипажем — можно. Но тут есть сразу несколько минусов:

                        1) выход к L2 требует почти месячного перелёта (потому-что при подлёте к точке скорость должна быть близка к нулю), для ускорения перелёта — придётся тратить лишнее топливо и на разгон, и на торможение в конце; дополнительно это определённый риск для экипажа, так как прогноз солнечной активности на такие сроки не точен, а магнитного поля и толстой защиты — не будет.

                        2) текущий манипулятор Канадарм — слишком велик, и для Dragon-а придётся делать свой почти с нуля;

                        3) у капсулы Dragon на сколько знаю не предусмотрено шлюза, поэтому при выходе наружу придётся разгерметизировать всю капсулу, или лепить складной шлюз аля Восход-2;

                        4) «Джеймс Уэбб» не предусматривает изначально возможности обслуживания (как предусматривал это «Хаббл»), поэтому там будут проблемы начиная от того как состыковаться, заканчивая тем как подлезть вон к тому прибору, и поменять его.

                        В принципе всё необходимое можно разработать/построить, но это приличные средства. Хотя «Джеймс Уэбб» не дешёвый и в принципе эти средства думаю оправдывает — но не думаю что NASA готово пойти на связанный с такой миссией риск.

                        UPD. «Орин» должен предусматривать наличие шлюза — так что в этом случае должно быть по проще.
                          +1
                          1. Не вижу в этом смысла. Можно и нужно лететь по гиперболе, как «Аполло».
                          2. А как с манипулятором ERA? Не лезет? Ещё можно использовать Robonaut в качестве манипулятора.
                          3. Шлюзовая камера может отдельным модулем, как у Аполлон-ЭПАС.
                            +1
                            UPD. «Орин» должен предусматривать наличие шлюза — так что в этом случае должно быть по проще.
                            Не «должен», а может, при этом шлюз — дополнительный внешний модуль, типа БО у Союза. Были предложения стыковать два Ориона, один из них — резервный, и использовать как шлюз один из Орионов.
                          +2
                          Что-то про захват спутников через сопло напомнило...
                          image
                            0
                            Коити Ваката — астронавт японского космического агентства JAXA для которого это был первый из его 9 полётов.

                            Да ладно.

                              +2
                              Четыре на Шаттле, пять на МКС.
                              en.wikipedia.org/wiki/Koichi_Wakata
                                +4

                                У него 4 полета. Участник 10 разных миссий/экспедиций.
                                1 — STS-72 1996
                                2 — STS-92 2000
                                3 — STS-119 2009 (член экипажа STS-119, Экспедиция 18, Экспедиция 19, Экспедиция 20 и STS-127)
                                4 — Союз ТМА-11М 2013 (член экипажа Союз ТМА-11М, Экспедиция 38, Экспедиция 39)

                                  0

                                  Еще 2-3 июля 2009 года на Союзе ТМА-14 полетал во время Экспедиции 20, при перестыковки корабля к другому порту станции.

                              +3
                              Читается просто как детектив.
                              Спасибо автору огромное.

                              PS. ну и это:
                              «Выполненный 8 декабря выход длительностью 7,4 часа была заменена электроника управления солнечными батареями, после чего экипаж передал команды к их раскрытию, но никакого эффекта не последовало. После этого была подана команда на раскрытие одного крыла солнечных батарей при помощи обоих двигателей, но это тоже не имело успеха. Солнечные батареи начали раскрываться только после того, как астронавты вручную сложили механизм раскрытия, и снова подали команду на раскрытие батарей.» — мне кажется, что давно назрело раскрыть буквальную запись переговоров Хьюстона с астронавтами в этот период.
                              Есть подозрение, что после почти 8 часов такой долботни не все астронавты выражались «хьюстон, у нас проблемы» или «кажется, что-то пошло не так».
                                +1
                                мне кажется, что давно назрело раскрыть буквальную запись переговоров Хьюстона с астронавтами в этот период.
                                Ну астронавты люди стойкие — им ещё в ходе тренировок в бассейне приходилось каждый из таких выходов отрабатывать по десятку раз, так что думаю язык там всё-таки сохранялся вполне официальный). Хотя нотки усталости/недовольства в их голосе думаю можно было проследить.
                                  0
                                  Ну, то ж в бассейне.
                                  А в реальности…
                                  «Солнечные батареи начали раскрываться только после того, как астронавты вручную сложили механизм раскрытия, и снова подали команду на раскрытие батарей.» — я вот прямо слышу в ушах комментарии астронавтов во время вручную складывания механизма.
                                  И команду на раскрытие примерно представляю.

                                  PS. помним, что в комбинезоне «на выход» поддерживается давление 0.1 атм. (примерно, как на вершине Джомолунгмы (на которую советуют взбираться не быстрее 500 метров высоты в сутки)), он весь огромный, тяжелый, неудобный — и тут еще то -250, то +150 ога.
                                  8 часов, да.

                                  Но да — свечку не держал.

                                  (но вот «и снова подали команду на раскрытие батарей» — это интрига)
                                    +2

                                    Давление в американских скафандрах — 0.3 атм

                                –5
                                image

                                И уже был близок к тому, чтобы сгореть в атмосфере опустившись слишком низко.

                                Черт возьми, они так низко, что даже видно какие то сооружения!
                                  +2
                                  Где именно?
                                    –1
                                    image
                                      0
                                      О боги, это ведь послание пришельцев!
                                        0
                                        Шокированы?
                                          +1
                                          Я в Шоке! (ушел в себя)
                                    0
                                    Черт возьми, они так низко, что даже видно какие то сооружения!
                                    0
                                    Спасибо за статью! Действительно, очень впечатляет. Пора уже космонавтам присваивать категории, в зависимости от количества проведенных часов в открытом космосе или отремонтированного оборудования. Космонавт-инженер 1 категории, 2 категории и т.д.
                                      +1
                                      Категорий у них нет, зато есть 3 класса и две должности: космонавт-испытатель и инструктор-космонавт-испытатель. Вот список космонавтов на текущий момент — можете поглядеть краткую биографию и текущие их должности.

                                      Правда как им присваивают классности и должность — для меня загадка. Во времена СССР вроде до полёта был просто космонавт, а после — космонавт-испытатель, но сейчас никакой корреляции с полётами я не замечал.
                                      +2

                                      В статье много раз упоминаются сложности с захватом. Пора делать на спутниках стандартную "проушину" или что-нибудь подобное для захвата, сейчас или в будущем. А ещё горловины топливных баков.

                                        +2
                                        В те времена об этом ещё не задумывались, да и роботизированные системы до 80-х годов — могли быть только научной фантастикой, а Шаттлы гонять можно было только ради очень дорогих экземпляров. Теперь с этим проще, но к сожалению SIS/MEV и NASA/ESA пока не смогли договориться об одном открытом стандарте — что весьма печально (отсутствие общего стандарта затормозит и без того не быстрое развитие таких проектов).

                                        Небольшие подвижки тут есть у NASA которые последнюю свою систему использует на «Хаббле», X-38, корабле «Орион» и не получивших развития программ исследования Луны. Правда для спутников они великоваты.
                                          +3
                                          Soft-Capture Mechanism — это по-нашему андрогинный-пассивный стыковочный агрегат без переходного люка.
                                          С тем же успехом на спутниках мог бы ставиться стыковочный агрегат любого типа (если масса позволяет), а если задуматься — можно сделать унифицированное сопло-стыковочный агрегат с периферийными замками и заправочными разъёмами.
                                          +3

                                          Уже почти есть.
                                          На МКС (и раньше на Шаттле) используется "Grapple fixture", специальное устройство для "хватания" Канадармом.


                                          image


                                          Таких штук установлено много на поверхности станции (чтобы по ним Канадарм мог шагать), а также они есть на всех КА которые швартуются к МКС с помощью Канадарма (Dragon, Cygnus и HTV), и ещё они есть на Хаббле, и такие штуки были на описанных в статье экспериментальных платформах, запускавшихся с Шаттла.

                                            +2
                                            Только теперь поняла, что Канадарм — это не фамилия, а вероятно Canada + Arm.
                                          +1
                                          Читаю статью и жалею о том что в то время не было камер на подобии GoPro было бы интересно посмотреть это «в живую». Знаю что есть видеозаписи этих событий, но они невысокого качества и со стационарных камер наподобие трюмной, с которой сделаны большинство фотографий в статье.

                                          Only users with full accounts can post comments. Log in, please.