Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Большая витрина: от крупнейших школ до частных авторов. Сравнивайте по цене, длительности, формату и выбирайте самый подходящий курс!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 64
Если при входе в атмосферу система управления спуском решает, что она не в состоянии обеспечить приземление спускаемого аппарата в точке с требуемыми координатами, то корабль «срывается» в баллистический спуск.
Срыв — это уже результат неудачной работы или все же определенная процедура? По тексту складывается ощущение, что второе.
Очень интересная статья, спасибо большое!
Простите, интересно, а часто ли происходят спуски в не штатном режиме? И безопасен ли баллистический спуск?
Простите, интересно, а часто ли происходят спуски в не штатном режиме? И безопасен ли баллистический спуск?
Не часто, я бы даже сказал что редко.
Тут сложно сказать, нет четких критериев оценки безопасности спуска, но чтобы лучше представлять баллистический спуск: при штатном спуске максимальная перегрузка у космонавтов порядка 4 — 4.5 ед., а при баллистическом порядка 9, так что приятного в нем мало, особенно если учитывать предшествующую спуску длительную экспедицию.
Тут сложно сказать, нет четких критериев оценки безопасности спуска, но чтобы лучше представлять баллистический спуск: при штатном спуске максимальная перегрузка у космонавтов порядка 4 — 4.5 ед., а при баллистическом порядка 9, так что приятного в нем мало, особенно если учитывать предшествующую спуску длительную экспедицию.
Статья отличная!
И в ленте неплохо смотрится, где слово «Поехали» от предыдущей статьи досталось:
И в ленте неплохо смотрится, где слово «Поехали» от предыдущей статьи досталось:
Так как это все происходит уже в плазме (нет радиосвязи), то установить по какой траектории движется аппарат можно только после возобновления радиосвязи.
Сколько по времени, высоте и пройденному пути занимает этот участок?
какое среднее отклонение от намеченной точки приземления?
Круть=) А почему бы ЦУПу не завести блог компании на хабре? Думаю такому клиенту НЛО бесплатно даст, да даже если и нет — деньги то небольшие. Берите пример с НАСА — они каждый свой чих пиарят
Интересное предложение! Вопрос популяризации тут скорее политический, на эту тему, как мне кажется, можно бесконечно дискутировать, но то что в НАСА к вопросам освещения своей работы относятся намного серьезней это факт и в этих вопросах нам надо с них брать пример.
Попробую ответить, почему особого смысла в блоге ЦУПа на хабре нет. Дело в том, что эквивалентом NASA является не ЦУП, а Роскосмос. ЦУП — это «всего лишь» один из центров Центрального НИИ машиностроения, находящегося в структуре Роскосмоса, и как видно из названия там занимаются управлением, а не исследованиями. По большоиму счету это рутинная работа 24/7/365 в связке с огромным числом смежных организаций (разной степени нужности). Да, возможно, было бы интересно тут людям почитать цикл статей, подобной этой, или статей о работе самого ЦУПа, но в качестве постоянного источника интересной инфы для блога он едва ли сможет служить.
Думаю, что предложение завести блог ЦУП-у высказано, так как большинство людей просто не знает всех связей, кто и за что отвечает и т. д.
Пусть и ЦУП заводит блог и Роскосмос и другие космические организации.
Пусть и ЦУП заводит блог и Роскосмос и другие космические организации.
Про исследования — это Вы зря по названию взялись судить обо всем ЦУПе, тем более, как Вы сами сказали он входит в Центральный Научно Исследовательский Институт машиностроения. А по всему остальному, я по большей части согласен, единственное что с нынешними реформами космической отрасли скорее всего все исследовательские функции лягут на ОРКК.
Спасибо, было интересно.
> Такие меры необходимы для того, чтобы в случае нештатной ситуации понять по какому сценарию идти дальше.
А возможные варианты просчитываются? Если да, то сколько их (ориентировочно)?
Если нет, то просчёт делается прямо по ходу дела?
А какие ещё есть варианты, кроме типового и баллистического спуска?
> Такие меры необходимы для того, чтобы в случае нештатной ситуации понять по какому сценарию идти дальше.
А возможные варианты просчитываются? Если да, то сколько их (ориентировочно)?
Если нет, то просчёт делается прямо по ходу дела?
А какие ещё есть варианты, кроме типового и баллистического спуска?
На том этапе спуска, откуда Вы взяли цитату, заранее просчитывается только критичные точки остановки двигателя, в зависимости от которых есть возможность просуществовать на орбите от одного витка до одних суток.
В других ситуациях существует порядка десятка расчетных нештатных ситуаций, которые заранее просчитываются с возможностью оперативного уточнения по ходу дела.
В других ситуациях существует порядка десятка расчетных нештатных ситуаций, которые заранее просчитываются с возможностью оперативного уточнения по ходу дела.
до суток? дольше не провисит? а не может такое быть, что корабль залипнет на орбите на несколько месяцев или лет?
Тут имеется ввиду авария, когда тормозной двигатель уже выдал какой-то импульс и выключился, поэтому время существования такое небольшое.
Чисто теоретически может, если после расстыковки все системы, и основные и резервные отключились, тогда на такой высоте корабль может существовать значительное время.
Чисто теоретически может, если после расстыковки все системы, и основные и резервные отключились, тогда на такой высоте корабль может существовать значительное время.
Значительное — значит, дольше, чем рассчитаны системы жизнеобеспечения? А что в этом случае делать?
Насколько я знаю, люди, строящие космическую отрасль и отправляющие космонавтов, всегда особо боялись такой аварии, когда человек останется на орбите (или на Луне) без возможности вернуться и будет умирать на глазах всего мира, и останется болтаться на орбите/лежать на Луне вечным напоминанием человечеству об опасности космоса. А такая ситуация в принципе возможна: что поделать, космос очень враждебное и опасное место для человека. Вероятность этого снижают дублированием, триплированием систем, всевозможными вариантами подстраховки. К счастью, именно такого ещё не происходило, хотя были другие аварии со смертельными исходами.
Сейчас много есть чисто теоретических исследований возможностей спасения космонавтов в ситуации, когда все отказало, но тут основная проблема во времени и в деньгах: например, время автономного существования корабля «Союз ТМА» около 5-ти суток, соответственно при аварии нужно очень оперативно запустить к нему спасательную экспедицию, а для этого надо постоянно держать в готовности ракету и корабль, а это очень финансово накладно. Вот и получается, что сейчас остается только надеяться на дублирование или триплирование систем корабля.
интересно а кто делает расчеты спуска корабля? и как это происходит?
Еще несколько вопросов:
1. «Включить тормозной двигатель».
Команду дает система управления спускаемого аппарата?
Насколько точно она определяет предполагаемые координаты места посадки?
2. Насколько координаты, определенные в п. 1 совпадают с реальным местом посадки.
3. Какие факторы влияют на точность посадки и в каком объеме.
4. Как часто посадочный модуль не попадает в отведенный коридор.
5. Случаи нештатной посадки, насколько далеко от запланированного места, действия в этом случае и срок обнаружения экипажа.
1. «Включить тормозной двигатель».
Команду дает система управления спускаемого аппарата?
Насколько точно она определяет предполагаемые координаты места посадки?
2. Насколько координаты, определенные в п. 1 совпадают с реальным местом посадки.
3. Какие факторы влияют на точность посадки и в каком объеме.
4. Как часто посадочный модуль не попадает в отведенный коридор.
5. Случаи нештатной посадки, насколько далеко от запланированного места, действия в этом случае и срок обнаружения экипажа.
1. Да, команду дает систем управления аппарата. Она вообще не определяет предполагаемые координаты места посадки, там управление строится по рассчитанной с Земли информации.
3. В основном возможности системы управления спуском компенсировать отклонения от номинальной траектории.
4. В круг рассеивания (который на рисунке в статье) при штатном спуске попадает всегда.
5. При баллистическом спуске недолет порядка 150-200км, но там всегда дежурят специалисты ПСС, поэтому космонавтов эвакуируют достаточно быстро.
3. В основном возможности системы управления спуском компенсировать отклонения от номинальной траектории.
4. В круг рассеивания (который на рисунке в статье) при штатном спуске попадает всегда.
5. При баллистическом спуске недолет порядка 150-200км, но там всегда дежурят специалисты ПСС, поэтому космонавтов эвакуируют достаточно быстро.
«для этого в «Союзе» предусмотрена газодинамическая система управления» — а можно поподробнее? Очень интересно :)
Судя по количеству вопросов, на которые требуется подробный ответ, напрашивается новая статья.
И не одна.
И не одна.
Я только сел читать и статья закончилась =(. Мало уважаемый, мало!
Так как это все происходит уже в плазме (нет радиосвязи), то установить по какой траектории движется аппарат можно только после возобновления радиосвязи.Так вот, оказывается, почему кульминацией фильма «Аполлон 13» стала минута радиомолчания экипажа при посадке.
Я зачитывался дневниками генерала Каманина, факты там изложены просто уникальные. Единственная нестыковка, которая мне не дает покоя — имя дочери Терешковой. Николай Петрович называет ее Аленкой, а в интернетах писано, что Настя. Насколько я понимаю, генерал Терешкова сейчас одна из руководителей космической программы. Можете прояснить вопрос :) Ну и поделитесь мнением, фактами или байками о Каманине.
«Пилотируемая посадка» это просто такое важное название или космонавты на самом деле не только улыбаются и машут, а еще и лично управляют чем-то в процессе посадки?
Компенсируется ли костюмами перегрузки?
Ведь 9G это очень много.
Ведь 9G это очень много.
По любому компенсируется — хотя подготовленный человек такую нагрузку может и так перенести некоторое время
Вы будете удивлены возможностям человеческого тела
Погуглите Kenny Bräck
He survived one of the racing sport's biggest accidents, 214 g's, in Fort Worth, Texas 2003
Вы будете удивлены возможностям человеческого тела
Погуглите Kenny Bräck
He survived one of the racing sport's biggest accidents, 214 g's, in Fort Worth, Texas 2003
Нет, не компенсируется. Амортизация может компенсировать только кратковременные толчки и удары, а если длительно — вопрос только в мягкости.
Под космонавтами амортизирующие сиденья, которые компенсируют удар о землю. А во время взлёта и отключения 2й ступени перегрузка пропадает, сиденья отпружинивают, и кажется, будто космонавты подпрыгивают.
Под космонавтами амортизирующие сиденья, которые компенсируют удар о землю. А во время взлёта и отключения 2й ступени перегрузка пропадает, сиденья отпружинивают, и кажется, будто космонавты подпрыгивают.
В ESA недавно опубликовали хороший фильм про посадку Союза. Можно даже посмотреть, как посадка выглядит изнутри.
www.youtube.com/watch?v=-l7MM9yoxII
www.youtube.com/watch?v=-l7MM9yoxII
Спасибо за статью!
Можете ли вы подробнее рассказать о системе маневрирования капсулы Союза при спуске в атмосфере? В упомянутом выше видео от ESA говорится о том что управление производится вращением по и против часовой стрелки, но честно говоря совершенно непонятна физика процесса, ибо на первый взгляд тепловой экран осесимметричен. Есть конечно эффект Магнуса, но что-то непохоже что именно он здесь играет роль. Более логичным на первый взгляд кажется управлением посредством изменения угла атаки и скольжения, а не описанная в видео, можете ли вы рассказать о причинах применения такого решения? Кроме того, в вашей статье вы говорите о некой «газодинамической системе», можете ли вы рассказать о ней подробнее? Применяется ли она только для задания вращательного момента, а дальше уже играет описанный выше эффект?
Кроме того, было бы интересно узнать каким образом парашют прикреплённый сбоку капсулы может в заключительные моменты выровнять капсулу относительно земной поверхности, т.е. за счёт каких технических решений это осуществлено. Ну и плюс, зачем нужно предварительно охлаждать тепловой экран после выпуска парашюта, почему бы не сразу его отстрелить от капсулы?
Можете ли вы подробнее рассказать о системе маневрирования капсулы Союза при спуске в атмосфере? В упомянутом выше видео от ESA говорится о том что управление производится вращением по и против часовой стрелки, но честно говоря совершенно непонятна физика процесса, ибо на первый взгляд тепловой экран осесимметричен. Есть конечно эффект Магнуса, но что-то непохоже что именно он здесь играет роль. Более логичным на первый взгляд кажется управлением посредством изменения угла атаки и скольжения, а не описанная в видео, можете ли вы рассказать о причинах применения такого решения? Кроме того, в вашей статье вы говорите о некой «газодинамической системе», можете ли вы рассказать о ней подробнее? Применяется ли она только для задания вращательного момента, а дальше уже играет описанный выше эффект?
Кроме того, было бы интересно узнать каким образом парашют прикреплённый сбоку капсулы может в заключительные моменты выровнять капсулу относительно земной поверхности, т.е. за счёт каких технических решений это осуществлено. Ну и плюс, зачем нужно предварительно охлаждать тепловой экран после выпуска парашюта, почему бы не сразу его отстрелить от капсулы?
Я так понимаю, вращением изменяется именно угол атаки за счет того, что центр тяжести, смещен относительно продольной оси.
Такой принцип очень подробно описан в видео 68-го года про посадку Аполлона. www.youtube.com/watch?v=aW5ozq4Tqew
Около 12-й минуты как раз расписывают, как он маневрирует в атмосфере за счет вращения.
Такой принцип очень подробно описан в видео 68-го года про посадку Аполлона. www.youtube.com/watch?v=aW5ozq4Tqew
Около 12-й минуты как раз расписывают, как он маневрирует в атмосфере за счет вращения.
Кстати да, хотелось бы наглядно, «на пальцах», посмотреть на механику орбитального движения, спуска, маневрирования. Вот, например, у Чертока в мемуарах я встречал такое понятие, как «закрутка аппарата на Солнце», а на пальцах понять это не смог.
Ещё у Чертока был описан способ торможения аппарата после облёта Луны, когда аппарат дважды входил в атмосферу: первый раз «чиркал» по атмосфере, сбрасывая скорость и улетая по вытянутой орбите от Земли, потом возвращался и уже окончательно зарывался в атмосферу и шёл на посадку. Такой способ применялся где-то? Как расчитать в этом случае гашение скорости при первичном погружении в атмосферу и последующую траекторию, это же очень тонкий расчёт?
Ещё у Чертока был описан способ торможения аппарата после облёта Луны, когда аппарат дважды входил в атмосферу: первый раз «чиркал» по атмосфере, сбрасывая скорость и улетая по вытянутой орбите от Земли, потом возвращался и уже окончательно зарывался в атмосферу и шёл на посадку. Такой способ применялся где-то? Как расчитать в этом случае гашение скорости при первичном погружении в атмосферу и последующую траекторию, это же очень тонкий расчёт?
Применялся практически такой же способ американцами, но там фактически не было выхода на орбиту Земли после первого погружения, был только отскок от атмосферы на высоту порядка 70 км, с последующим спуском в океан.
Для посадки на территории России сложнее схема, чем у американцев, так как нам необходимо обеспечивать большую дальность атмосферного участка, а это увеличивает рассеивание. В принципе, рассчитать можно все что угодно, но для реальных задач нужен конкретный аппарат с системой управления, которая будет способна погасить отклонения от номинальной траектории после первого погружения в атмосферу, а пока такого аппарата у нас нет.
Для посадки на территории России сложнее схема, чем у американцев, так как нам необходимо обеспечивать большую дальность атмосферного участка, а это увеличивает рассеивание. В принципе, рассчитать можно все что угодно, но для реальных задач нужен конкретный аппарат с системой управления, которая будет способна погасить отклонения от номинальной траектории после первого погружения в атмосферу, а пока такого аппарата у нас нет.
Спасибо за развернутый вопрос. Судя по количеству вопросов, надо было статью побольше сделать, но я постараюсь исправиться в комментариях (и в следующей статье).
Как Вы верно заметили, аппарат осесимметричный, и переворот по крену в таком виде ничего не даст, но для решения этой проблемы на спускаемый аппарат вешается балансировочный груз массой порядка 300 кг. За счет этого центр масс смещается от оси симметрии, возникает подъемная сила, и схема сил действующих на КА становится такая как на рисунке:
В таком случае движение аппарата в атмосфере происходит с некоторым практически постоянным углом атаки (угол между осью симметрии и вектором скорости), называемым балансировочным углом атаки. Теперь мы, изменяя угол крена, можем изменить направление подъемной силы и, таким образом, можем компенсировать отклонения от номинальной траектории.
Теперь про газодинамическую систему: система управления спуском контролирует изменение кажущейся скорости от времени, и в зависимости от того или иного знака разности номинального значения и реального, меняет угол крена в ту или иную сторону. Система работает на концентрированной перекиси водорода.
Про парашют: из-за большой скорости приземления в спускаемом аппарате стоит целая парашютная система: сначала отстреливается крышка парашютной системы (надо еще следить чтобы она внизу никого не убила), затем вводится вытяжной парашют, который вытягивает за собой тормозной парашют, затем через некоторое время тормозной парашют отстреливаться и вводится основной парашют, так что тут не идет разговор о конкретном месте крепления парашюта.
Как Вы верно заметили, аппарат осесимметричный, и переворот по крену в таком виде ничего не даст, но для решения этой проблемы на спускаемый аппарат вешается балансировочный груз массой порядка 300 кг. За счет этого центр масс смещается от оси симметрии, возникает подъемная сила, и схема сил действующих на КА становится такая как на рисунке:
В таком случае движение аппарата в атмосфере происходит с некоторым практически постоянным углом атаки (угол между осью симметрии и вектором скорости), называемым балансировочным углом атаки. Теперь мы, изменяя угол крена, можем изменить направление подъемной силы и, таким образом, можем компенсировать отклонения от номинальной траектории.
Теперь про газодинамическую систему: система управления спуском контролирует изменение кажущейся скорости от времени, и в зависимости от того или иного знака разности номинального значения и реального, меняет угол крена в ту или иную сторону. Система работает на концентрированной перекиси водорода.
Про парашют: из-за большой скорости приземления в спускаемом аппарате стоит целая парашютная система: сначала отстреливается крышка парашютной системы (надо еще следить чтобы она внизу никого не убила), затем вводится вытяжной парашют, который вытягивает за собой тормозной парашют, затем через некоторое время тормозной парашют отстреливаться и вводится основной парашют, так что тут не идет разговор о конкретном месте крепления парашюта.
Из каких соображений выбирается высота раскрытия парашюта. Казалось бы, выпусти его повыше и трясти сильно не будет. Единственное, что придумал — на точность траектории может повлиять.
Спасибо за статью! Пара вопросов:
1. Что такое «баллистический спуск»? Это когда корабль неудачно сорвало и он полетел как есть куда попало, без двигателей?
2. Может ли такое быть, что корабль случайно приземлится не в Казахстане, а в Аризоне, например?
3. А если надо срочно-срочно эвакуироваться с орбиты, а прямо сейчас траектория приводит в середину тихого океана или, скажем, в австралию — что тогда? Есть правовые процедуры, которые позволяют русским посадить свой модуль в другой стране?
4. Сколько витков вокруг земли делает корабль до посадки с момента начала траектории? или вообще ни одного?
1. Что такое «баллистический спуск»? Это когда корабль неудачно сорвало и он полетел как есть куда попало, без двигателей?
2. Может ли такое быть, что корабль случайно приземлится не в Казахстане, а в Аризоне, например?
3. А если надо срочно-срочно эвакуироваться с орбиты, а прямо сейчас траектория приводит в середину тихого океана или, скажем, в австралию — что тогда? Есть правовые процедуры, которые позволяют русским посадить свой модуль в другой стране?
4. Сколько витков вокруг земли делает корабль до посадки с момента начала траектории? или вообще ни одного?
1. Любой предмет, летя на высокой скорости, планирует. Поэтому даже такая «банка» как спускаемый аппарат может слегка глиссировать и снижаться не так быстро, чтобы скорость гасить об атмосферу постепенно, с умеренными перегрузками (3 g). Если спускаться просто, без глиссирования, плотность атмосферы нарастает очень быстро, и ускорения получаются до 8 g.
2. Если вдруг от неисправности включить двигатели в другой части витка, но промахи с посадкой в тайге случились только на «Восходах» в начале 60-х, ЕМНИП.
3. С орбиты нет необходимости эвакуироваться: системы жизнеобеспечения хватает надолго, а если они собираются заканчиваться скоро, можно на виток раньше в нужном месте сесть. Экстренно сесть на землю — это не митинг провести, бумажки и разрешения не надо :), а дальше ущерб, если будет, уже какие-то договоры международные регулируют.
4. ЕМНИП, 2 витка
2. Если вдруг от неисправности включить двигатели в другой части витка, но промахи с посадкой в тайге случились только на «Восходах» в начале 60-х, ЕМНИП.
3. С орбиты нет необходимости эвакуироваться: системы жизнеобеспечения хватает надолго, а если они собираются заканчиваться скоро, можно на виток раньше в нужном месте сесть. Экстренно сесть на землю — это не митинг провести, бумажки и разрешения не надо :), а дальше ущерб, если будет, уже какие-то договоры международные регулируют.
4. ЕМНИП, 2 витка
4. Сколько витков вокруг земли делает корабль до посадки с момента начала траектории? или вообще ни одного?
Что такое начало траектории?
Вы хотели спросить, сколько от начала включения тормоэного движка?
Насколько я помню около половины витка.
Добрый вечер, спасибо за статью. Хотел узнать, где можно увидеть параметры орбиты при нынешних быстрых 6-часовых сближениях с МКС, и как шло сближение раньше, за двое суток? Хочу показать на примере в Kerbal Space Program на моде с кораблём Союз, но данных не могу найти. Спасибо!
Спасибо за интересный рассказ!
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Пилотируемая посадка космического аппарата