Автоматическая система перестыковки ( АСПр ) — система в составе орбитальной станции « Мир », предназначенная для перестыковки целевых модулей , причаливавших к центральному узлу переходного отсека базового блока , на боковые стыковочные узлы. В англоязычной литературе именуется также Lyappa или Ljappa .

Назначение АСПр

Базовый блок, с которого началось строительство станции «Мир», был выведен на орбиту 20 февраля 1986 года. В его состав входили: рабочий отсек, предназначенный для жизни и работы экипажа; агрегатный отсек с переходной камерой и пассивным стыковочным узлом , к которому могли причаливать как пилотируемые и грузовые корабли, так и целевые модули дооснащения, оборудованные активным стыковочным узлом; переходной отсек, оборудованный пятью стыковочными узлами (один по оси станции и четыре боковых). Переходной отсек, кроме функций стыковки , выполнял функции шлюзовой камеры при подготовке экипажа к внекорабельной деятельности .

Причаливание космического корабля или целевого модуля могло производиться только к осевым стыковочным узлам. После стыковки с переходным отсеком модуль перемещался с осевого узла на один из боковых с помощью специального манипулятора . Эта система получила название «Автоматическая система перестыковки» (АСПр). Эта же система использовалась для переноса модулей с одного бокового узла на другой, через центральный .

В зарубежной литературе манипулятор автоматической системы перестыковки и саму систему именуют «Lyappa» или «Ljappa» . То же название применяется и к системе перестыковки модулей китайской космической станции .

Описание АСПр

Манипулятор, который переносил целевой модуль с центрального стыковочного узла на боковой, устанавливался на самом целевом модуле. Каждый из модулей, начиная с « Квант-2 », был оснащен собственным манипулятором. После стыковки модуля с осевым узлом головка на его манипуляторе входила в зацепление с одним из двух гнёзд на переходном отсеке, расположенных между боковыми стыковочными узлами. Манипулятор еще на Земле устанавливался на модуле с левой или правой стороны — в зависимости от того, на какой узел должна была производиться перестыковка. Управление перестыковкой происходило в автоматическом режиме, от систем модуля. При необходимости управление процессом перестыковки могло осуществляться и из ЦУПа . Переходной отсек станции при перестыковке, как и при стыковке, был пассивной частью системы . Манипулятор имел два шарнира, поворачивающихся в разных плоскостях. Один шарнир отводил модуль от осевого узла и подводил к боковому, а второй — поворачивал к нужному боковому узлу .

Основной сложностью при создании системы была необходимость перемещать с её помощью двадцатитонный модуль относительно имеющего приблизительно такую же массу базового блока. Скорости перемещения были выбраны небольшими и приняты меры для демпфирования и гашения возникающих инерционных сил и колебаний. Процесс перестыковки занимал около 60 минут и осуществлялся полностью автоматически. В конструкцию манипулятора были заложены значительные резервы по прочности и амортизирующим возможностям, которые оказались востребованы при стыковке с «Миром» целевых модулей « Квант-2 » и последующих, имевших бо́льшие размеры и массу, чем модуль « Квант », первым пристыкованный к станции со стороны агрегатного отсека . Ресурс манипуляторов на каждом модуле составлял 7 перестыковок .

Еще одной особенностью процесса перестыковки было то, что стыковочными конусами, в которые должен входить штырь активного узла, были оборудованы только осевой и один из боковых узлов переходного отсека, остальные три боковых узла были закрыты плоскими крышками. Такое решение было принято с целью увеличить внутренний объем переходного отсека, который одновременно служил шлюзовой камерой при выходе космонавтов в открытый космос, единственной в составе станции до установки модуля «Квант-2». Кроме того, это позволило несколько облегчить базовый блок, при испытаниях которого обнаружилось значительное превышение допустимой массы. В результате перед каждой перестыковкой космонавты должны были переустанавливать стыковочный конус на нужный узел, снимая с него крышку и разгерметизируя переходной отсек. Эта операция являлась, в сущности, внекорабельной деятельностью, хотя пределов станции космонавты и не покидали .

Применение АСПр

Первый раз система перестыковки использовалась при установке на станцию «Мир» модуля дооснащения « Квант-2 ». «Квант-2» причалил к осевому узлу переходного модуля 6 декабря 1989 года и 8 декабря 1989 года был перестыкован на верхний узел («+Y») . В июне 1990 года к станции причалил и был перестыкован на нижний узел («-Y») стыковочно-технологический модуль « Кристалл » . В таком состоянии, с двумя пристыкованными с противоположных сторон переходного отсека модулями, станция продолжала полёт до мая 1995 года. В мае 1995 года модуль «Кристалл» через центральный узел был перестыкован на правый («-Z»), чтобы освободить нижний узел для модуля « Спектр ». Во время этой процедуры манипулятор модуля совершил 2 перестыковки (с нижнего узла на центральный и с центрального на правый), между которыми космонавты произвели перенос бокового стыковочного конуса . 1 июня 1995 года к станции причалил модуль «Спектр», который 2 июня был перестыкован на нижний узел .

Манипулятор «Спектра» был существенно доработан по сравнению с предыдущими модулями, чтобы обеспечить движение по сложной траектории, исключающей при перестыковке касание «Кристалла» панелями солнечных батарей «Спектра». Конструкция манипулятора и логика управления им были изменены так, чтобы обеспечить повороты шарниров в двух плоскостях одновременно . 10 июня 1995 года модуль «Кристалл», на котором был установлен стыковочный узел АПАС , снова был перестыкован на центральный узел, чтобы обеспечить безопасное причаливание « шаттла » « Атлантис » (миссия STS-71 ) . Произвести причаливание «Атлантиса» к «Кристаллу» при размещение модуля на боковом узле было невозможно из-за риска повредить конструкции станции. После завершения совместного полёта с «Атлантисом» модуль «Кристалл» был возвращен на правый боковой стыковочный узел. Чтобы избежать следующих перестыковок для модуля «Кристалл» был изготовлен дополнительный стыковочный отсек , обеспечивающий безопасное причаливание «шаттлов» при нахождении на боковом стыковочном узле. Этот отсек был доставлен на станцию «Атлантисом» в миссии STS-74 . 26 апреля 1996 года к станции причалил модуль « Природа » и 27 апреля был перестыкован на левый боковой узел («+Z») . В такой конфигурации станция работала до конца своего существования. Всего модулями было произведено 8 перестыковок, из них 5 — «Кристаллом» и по одной тремя остальными .

• 
  Стыковочные узлы переходного отсека станции «Мир»
• 
  Конечное состояние станции «Мир»
• 
  Схемы перестыковок модулей станции «Мир» ( англ. )

Аналогичные системы

На китайской космической станции «Тяньгун» для перестыковки экспериментальных модулей « Вэньтянь » и « Мэнтянь » на боковые стыковочные узлы базового блока « Тяньхэ » используется система, аналогичная АСПр станции «Мир», с манипуляторами, установленными на торцах перестыковываемых модулей . Впервые китайская «Ляппа» была применена 30 сентября 2022 года .

При установке на МКС модулей, доставляемых космическими кораблями « Спейс шаттл », использовался манипулятор « Канадарм », установленный на борту «шаттлов» . Для причаливания к американскому сегменту МКС беспилотных грузовых кораблей, использующих стыковочный узел CBM , используется манипулятор « Канадарм2 », установленный на самой станции и предназначенный для различных работ по её обслуживанию . C помощью «Канадарм2» осуществлялась стыковка с МКС первой версии SpaceX «Dragon» , таким же образом стыкуются корабли « Cygnus » и « HTV » .

Также, аналогичная АСПр система перестыковки с осевого порта на радиальные имеется на российском модуле « Причал » Международной космической станции .

Примечания

Литература

• К. Лантратов. Полёт орбитального комплекса “Мир” (рус.) // Новости космонавтики : журнал. — 1995. — № 11 .
• В.А. Гапонов, А.Б. Железняков . Станция «Мир»: от триумфа до.... — Санкт-Петербург: Система, 2006. — ISBN 5-8114-0438-07.
• В.С. Сыромятников . 100 рассказов о стыковке. Часть 2. — М. : Университетская книга Логос, 2010. — ISBN 978-5-98704-455-1 .

Ссылки

• (англ.) . NASA History . Дата обращения: 4 июня 2021.