Progress MS-11 Record: Yang Paling Menarik Di Depan

Pekan lalu, kapal kargo Progress MS-11 mencetak rekor baru dengan berlabuh dengan ISS 3 jam 21 menit setelah peluncuran. Ini adalah kapal kedua yang terbang dalam sirkuit ultra-pendek - hanya dua putaran. Sejak 2012, ketika Progress M-16M terbang sesuai dengan jadwal singkat enam jam, waktu penerbangan ke ISS telah menurun, dan sekarang tiga setengah jam telah mencapai - ini bukan batasnya.


Peluncuran kapal kargo, foto CC "Selatan" / Roscosmos

Catatan yang berbeda

A. Sokolov. Stasiun luar angkasa eksperimental pertama (docking pesawat ruang angkasa Soyuz-4 dan -5)

Sebuah ironi sejarah yang sedikit adalah bahwa koneksi pertama cepat. Uni Soviet memegang rekor kecepatan absolut - pada 15 April 1968, Soyuz tak berawak bernama Cosmos-213 merapat dengan Cosmos-212 dari jenis yang sama hanya 47 menit setelah peluncuran. Docking berawak berekor juga bisa menjadi Soviet - Soyuz-3, yang dipiloti oleh George Beregovoi, menjadi dekat dengan Soyuz-2 tak berawak dalam waktu kurang dari satu jam. Namun, sayangnya, di sisi malam orbit, astronot tidak dapat dengan benar mengarahkan kapal, dan docking pun pecah. Jadi catatan untuk kecepatan docking berawak milik Amerika. Diluncurkan pada bulan September 1966, Gemini 11 merapat dengan target Agen setelah 1 jam 34 menit.

Sekarang catatan seperti itu tidak dapat dilampaui, dan alasannya terletak pada mekanika orbital. Di Uni Soviet, ada dua lokasi peluncuran di kosmodrom Baikonur, dan kapal pertama dapat dimasukkan ke orbit, yang akan melewati kosmodrom sehari kemudian. Pada saat ini, kapal kedua mulai, yang segera muncul di dekat yang pertama. Untuk pertama kalinya, trik semacam itu dibalik dengan Vostoks -3 dan -4, dan para kosmonot Nikolaev dan Popovich saling berhadapan satu sama lain. Di Amerika Serikat bagian timur dari pelabuhan antariksa ada lautan, yang memungkinkan meluncurkan kapal kedua di orbit yang sama dengan yang pertama, dua kali sehari - di bagian naik dan turun dari orbit. Bagaimanapun, kapal kedua yang diluncurkan menemukan dirinya pada jarak beberapa kilometer dari target dan dapat segera melanjutkan ke dermaga.


Stasiun Salyut-7 dan kapal Soyuz merapat

Ketika operasi stasiun orbital dimulai, skema ini berhenti bekerja karena fakta bahwa stasiun ditempatkan ke dalam orbit yang lebih tinggi, melambat dari waktu ke waktu, dan Soviet juga bermanuver secara mandiri. Akibatnya, Uni Soviet dan Amerika Serikat menempuh jalan yang berbeda. Di AS, penerbangan ke stasiun Skylab butuh 6 putaran atau 8,5 jam. Di Uni Soviet, mereka beralih ke rejimen harian. Stasiun melakukan manuver, mempersiapkan orbitnya untuk menerima kapal, yang terbang sekitar 24 jam. Ketika kompleks orbital Mir diluncurkan pada pertengahan 80-an, itu terlalu berat untuk manuver khusus, sehingga kapal beralih ke skema pendekatan dua hari. Faktor lain juga memengaruhi hal ini - seperti yang telah ditunjukkan oleh praktik, sehari setelah peluncuran, para astronot sangat beradaptasi dengan gravitasi nol, mereka merasa lebih buruk, dan jika perlu, beralih ke dok manual berfungsi kurang efisien dan membuat kesalahan. Skema docking dua hari mulai digunakan pada ISS, dan sebelum awal tahun kesepuluh, kargo dan pesawat ruang angkasa berawak mencapai stasiun dalam 34 putaran.

Kecepatan dan presisi

Pada awal tahun kesepuluh, transisi ke sistem kontrol digital pada kapal dan meluncurkan kendaraan memungkinkan kami untuk memulai eksperimen dengan skema docking yang lebih cepat. Di RSC Energia, Rafail Farvazovich Murtazin, yang telah bekerja di departemen balistik sejak 1979 dan sekarang memegang posisi kepala departemen, telah menjadi penggila utama.


R.F. Murtazin, foto oleh Vera Tyukalova / “Sektor luar angkasa Anda”

Tapi berapa lama saya harus pergi? Sejarah menunjukkan bahwa rejimen harian tidak optimal. Secara umum, menurut dokter dan astronot, periode akut adaptasi terhadap gravitasi nol dimulai setelah sekitar enam jam di ruang angkasa. Batasan kedua ditetapkan oleh teknisi - setelah orbit kelima, orbitnya bergeser relatif terhadap titik pengukuran berbasis darat, dan menjadi jauh lebih sulit untuk mengendalikan kapal. Awalnya, sirkuit lima putaran dikembangkan, tetapi ternyata, karena fitur kontrol, itu tidak dapat diperiksa ulang di kapal kargo. Jadi, justru empat putaran atau enam jam yang telah menjadi maksimum yang diizinkan untuk korsleting. Apalagi tekniknya harus bekerja terus-menerus, catatan untuk catatan tidak masuk akal. Dan untuk ini perlu belajar bagaimana memecahkan masalah teknis dan balistik. ISS adalah stasiun terberat yang pernah ada, dan kemungkinan untuk bermanuver untuk membentuk orbit yang diperlukan sangat terbatas. Itu juga besar, dengan panel surya besar, dan terasa terhambat oleh sisa-sisa atmosfer. Dan kepadatan residu ini tergantung pada aktivitas matahari, yang tidak dapat diprediksi berbulan-bulan sebelumnya. Selain itu, terkadang Anda harus melakukan manuver untuk menghindari puing-puing ruang. Ada juga batasan teknis - docking harus dilakukan di sisi hari orbit dan dalam jarak pandang titik kontrol tanah. Akhirnya, Anda perlu menjaga agar parameter orbit tetap kompatibel dengan peluncuran di masa mendatang.

Parameter utama yang menentukan kemungkinan docking adalah sudut fase dan rentang yang diijinkan. Ketika Soyuz atau Progress dipisahkan dari tahap ketiga dari kendaraan peluncuran, mereka berada di orbit rendah pada ketinggian sekitar 210 km. ISS terbang lebih tinggi pada 400-450 km. Untuk terbang ke stasiun, kapal perlu menaikkan orbitnya dan membidik titik di mana stasiun akan berada setelah beberapa saat. Oleh karena itu, pada saat pemisahan antara kapal dan stasiun ada yang disebut sudut fase (pada gambar ada sektor cerah).



Sudut fase memiliki rentang fase yang valid. Untuk skema dua hari, itu sangat besar - 150 °. Dan di sirkuit empat belokan, ternyata jauh lebih kecil - 22 derajat (sudut fase dari 18 ° hingga 40 °). Dan kemudian itu perlu untuk menerapkan trik teknis, misalnya, kapal melakukan dua manuver pertama dalam mode mandiri, dengan mengandalkan pada perhitungan, dan bukan situasi sebenarnya. Dalam manuver berikutnya, ketika kesalahan penarikan diketahui, koreksi dilakukan. Tanpa trik ini, rentang fase akan turun menjadi sekitar 15 derajat, dan akan sangat sulit untuk memasukkan stasiun yang tidak rata dan tidak terduga ke dalamnya.


Manuver dan mengorbit ketinggian pesawat ruang angkasa Soyuz MS-11, sumber

Batas keunggulan

Soyuz berawak pertama pergi ke stasiun sesuai dengan skema pendek pada 2013, dan kru menghargai kenyamanan inovasi. Tapi ternyata itu tidak ideal - para astronot mendapatkan hari kerja yang sangat panjang, 18-20 jam, 11 di antaranya harus dihabiskan dalam pakaian antariksa. Ada keinginan yang jelas untuk mengurangi waktu dari mulai docking bahkan lebih. Tetapi semakin pendek waktu terbang, semakin kecil rentang fase yang diijinkan. Trik balistik baru datang untuk menyelamatkan - jika Anda membiarkan peluncuran kapal ke orbit inklinasi yang sedikit berbeda, Anda juga dapat melakukan manuver waktu peluncuran, memperluas batas rentang fase. Sudah di luar angkasa, kapal (atau tahap ketiga dari kendaraan peluncuran) akan melakukan manuver tambahan ke samping untuk menggabungkan pesawat-pesawat orbit, karena docking membutuhkan pesawat yang cocok (coplanar). Jadi skema pemulihan hubungan ultrashort dua putaran lahir.



Upaya pertama tidak berhasil - karena masalah teknis, peluncuran Kemajuan pada akhir 2017 dan awal 2018 digeser untuk mencadangkan hari, memaksa penggunaan skema cadangan dua hari yang telah tersedia. "Kemajuan" pertama menurut skema ultrashort terbang musim panas lalu dan mencapai stasiun dalam 3 jam 40 menit. Dan sekarang tes kedua telah berhasil berlalu, di mana waktu berkurang sedikit lebih, menjadi 3 jam 21 menit.

Harap dicatat bahwa dalam skema kedekatan dua putaran, rentang fase turun ke 6 ° (dari 12 ° hingga 18 °). Terlepas dari semua triknya, menangkap stasiun dalam jangkauan yang dapat diterima sekarang bahkan lebih sulit, dan penerbangan yang berhasil menunjukkan peningkatan tingkat kontrol dan manajemen ISS yang besar dan berat. Dan ini bukan batasnya - Rafail Farvazovich pada 2013 bermimpi untuk berlabuh dalam satu putaran! Untuk melakukan ini, Anda harus mengubah area pemulihan hubungan yang otonom, tetapi masalahnya tampaknya telah diselesaikan. Jadi, sangat mungkin bahwa dalam beberapa tahun Soyuz bahkan akan lebih terlihat seperti Gazelle pinggiran kota - "satu setengah jam dalam kondisi sempit, dan Anda berada di ISS". Dan kesulitan teknis dan matematika yang diberikan oleh penerbangan singkat ini akan menjadi kejutan yang luar biasa bagi mereka yang penasaran, yang ingin menggali lebih dalam.