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联盟号为何要飞往国际空间站两天或进行弹道娱乐



自2013年以来，联盟号飞船一直在短短的六个小时内飞行国际空间站。她对机组人员来说比较舒适，过渡到两天的对接方案通常意味着“出了点问题”。但是这次没有任何故障，最初针对联盟号TMA-18M计划了为期两天的计划。为什么会这样呢？

历史之旅



两艘停靠的联盟号战舰

在几十年的太空发展中，苏联/俄罗斯和美国设法尝试了持续时间截然不同的对接算法。对接速度的绝对记录属于我们-1968年春天，第二艘飞船发射仅47分钟后，两个名为“ Cosmos-212”和“ -213”的无人“ Soyuz”号成功对接。如果Soyuz-3上的Georgy Beregovoy能够与无人驾驶的Soyuz-2对接，则载人的记录也将是我们的记录-它距离目标200米，距启动不到一个小时。但是Beregovoy并不幸运，而且载人飞船最快的记录属于康拉德和戈登，他们成功在1小时34分钟内将双子座11与阿让目标对接。如果我们谈论飞往轨道站的航班，直到2013年，美国人的战绩才创下纪录-发射后8个小时，对Skylab站的任务暂停了。在苏联，直到1986年，采用了每日连接计划，而Mir站开始运行后，他们改用了两天计划，该计划也转移到了ISS。

一点物理


描述和解和对接很简单。只需形成这样的轨道就可以接近目标，消除相对速度，靠近并停靠。当然，实际上，此过程要复杂得多。在“联盟”可能没有任何初始轨道，并且其燃料不是无限的。在这样的条件下，相角及其允许范围成为非常重要的参数。

相角是船舶与目标在轨道平面之间的角度。
相位范围是允许对接的允许相位角。



对于两天的巡回赛，相位范围非常大-约为150°，相位角通常在200-400°范围内。六个小时的方案更加严格-必须满足30±15°的相位角。为了在六个小时内完成对接，弹道学甚至达到了绝招-发射后立即飞船，它根据估计的发射参数接收数据以校正轨道（在现实世界中，发射飞行器总是会错失一点）。然后，在第二个回合，在地球上分析其轨道，并发送数据以校正两个消除误差的校正脉冲。不要忘记一转大约90分钟，即对于所有对接操作，只有四转。


演习计划“联盟TMA-16M”。计算前两个脉冲，后两个脉冲进行校正。注意主动机动-大约每半小时就会产生一次冲动


。

数学家魔术师


启动日期和参数的计算取决于大量限制：
  • 每天从贝科努尔出发前往国际空间站的可能性是每天一次。
  • ISS会意外地失去高度-取决于太阳活动。
  • 国际空间站可能被迫在先前未知的一天进行太空碎片逃避机动
  • 对接必须在轨道的白天进行，并在我们领土上地面控制点的能见度内进行。
  • 轨道参数必须与计划约一年的后续发射和着陆保持兼容。

在这样的条件下，弹道学变得有点杂耍，不仅要考虑很多参数，还要考虑其随时间的变化。对于六个小时的时间表，尽管付出了所有努力，但我什至不得不松一口气-现在开始可以向前或向后移动一天。

太阳失败了


由于两个因素，失去了为时6小时的联盟号TMA-18M计划的机会。首先，国际空间站必须在7月26日躲避太空碎片。其次，太阳失败了-太阳活动比预期的要低得多，使地球周围的环境与大气分子更加“干净”，而国际空间站的下降速度要比计算值慢得多。早在6月份就利用了将发射推迟一天的机会-由于同样避免了碎片和太阳活动的减少，国际空间站的轨道参数使9月1日的发射日期不合适。整个八月，仍然存在一些阴谋-尽管拒绝进行一次轨道校正，但相角仍接近极限值。没有运气-最终，他超出了允许的价值，除了为期两天的计划外，别无选择。



从理论上讲，可以尝试减慢ISS的速度，但这是一个非常昂贵的解决方案-为了减慢与Zvezda模块对接的Progress引擎的速度，必须将四百吨的工作站旋转180°两次。会浪费太多的燃料。还有另一个有趣的选择-莫斯科控制中心可以要求休斯顿控制中心保持国际空间站的太阳能电池板垂直于飞行方向，以便它们“捕获”最大的大气分子并减慢气象站的速度。但是这种解决方案也不总是可行的，太阳能电池板必须为电站提供能量，并且不能随意旋转。

完美无止境


奇怪的是，六个小时的时间表不是极限。当Soyuz and Progress切换到Soyuz-2.1a时，具有更高输出精度的新型数字媒体将消除两个校正脉冲，并将飞向ISS的飞行减少一转半小时。根据弹道保证，相位范围将略有下降，降至25-28°。从理论上讲，如果更改ISS进近的算法，则飞行时间可以减少得更多，甚至将来转弯对接也不是绝对不可能的。

在准备使用的出版物时
  • 该材料杂志“宇宙航行新闻”的论坛。
  • 与面试 RSC Energia公司Rafail穆尔塔津的弹道学系主任。


您可以在免费的Orbiter仿真器中感受轨道弹道的花招，并尝试飞往联盟号的国际空间站。

带有“不起眼的困难 ” 的标签-火箭，发动机，发射场，轨道等。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN383793/

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