Text
                    ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР АКАДЕМИЯ НАУК СССР
ПО НАУКЕ И ТЕХНИКЕ
ВСЕСОЮЗНЫЙ ИНСТИТУТ НАУЧНОЙ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
(ВИНИТИ)
Для служебного пользования
Экз. М
ЗАРУБЕЖНЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ
И СИСТЕМЫ
Реферативный сборник
КОСМИЧЕСКИЙ КОРАБЛЬ «ГЕРМЕС»
Приложение к ЗККС М 6
МОСКВА 1990


ОБЪЕДИНЕННАЯ РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ информационных изданий по астрономии, геодезии, исследованиям космического пространства и Земли из космоса Главный редактор: акад. Р. 3. Сагдеев Члены редакционной коллегии: проф. Т. Л. Агекян, акад. В. А. Амбарцумян, д. ф.-м. н. Ю. В. Батраков, акад. А. А. Боярчук, чл.-корр. АН СССР Ю. Д. Буланже, к. т. н. В. Д. Власов, проф. В. Г. Горбацкий, д. ф.-м. н. А. А. Гурштейн, проф. Я. Л. Зиман, акад. /С. Я. Кондратьев, к. ф.-м. н. Э. В. Кононович, д. ф.-м. н. А. П. Кропоткин, проф. М. Я. Маров, проф. А. Г. Масевич, к. т. и. П. П., Медведев, д. ф.-м. н. Д. И. Нагирнер, проф. Ю. М. Нейман, проф. И. Д. Новиков, проф. Л. П. Пеллинен, проф. хВ. В. Подобед, к. х. и. Л. Д. Ре вина, к. ф.-м. и. Н. И. Самусь, проф. В. А. Сарыче в, А. И. Седякина (ученый секретарь редколлегии), д. ф.-м. и. В. Я. Слыш, акад. В. В. Соболев, д. ф.-м. и. А, В. Тутуков, к. ф.-м. и. В. Г. Ш а мае в, д. ф.-м. н. В. В. Шевченко, к. ф.-м. н. К. Б. Шингарева, к. ф.-м. п.. И. С. Щербина-Самойлова (зам. главного редактора) Составитель — Т. А. Антонова Научный редактор — к. т. н. Б. И. Ермишкин © ВИНИТИ, 1990
Проект космического корабля (КК) многоразового использования "Гермес* в течение трех последних лет подвергался существенным изменениям. Ниже дан краткий обзор последних вариантов конструкции корабля и выполняемых им задач. Конструктивные особенности корабля В соответствии с новым проектом, в конструкцию КК "Гермес* войдет блок MRH (Module de Resources Hermes - приборно-агрегатный отсек корабля 'Гермес*). Блок представляет собой верхнюю ступень РН *Ариан-5*, предназначенную для пристыковки корабля "Гермес*. По нынешнему проекту, получившему название 8М1СВ2 блок будет отделяться от корабля перед выведением на орбиту. Кроме того, к основным элементам конструкции КК будут относиться: возвращаемый орбитальный блок ASH (Avion-Spatial Hermes - космический самолет *Гермес*) и двигательный отсек МРН (Module Propulsif Hermes - двигательный отсек). Из этих элементов многоразовым является только блок ASH - собственно корабль *Гермес*. Отсек отделяется после отработки тормозного импульса и входа в атмосферу» Такой конструкторский прием позволяет вьодержать жесткие ограничения его посадочной массы, которая не должна превышать 16 т. Стартовая масса КК *Гермес*# согласно новому проекту, составляет 31 т, из которых: - блок ASH 13,9 т; - отсек МРН 8,5 т; - отсек MRH 2,0 т; - бортовой запас топлива 6,0 т; - полезная нагрузка 3,0 т; Корабль выводится на орбиту высотой 140-463 км и наклонением 28,5°. Изменена аэродинамическая форма блока ASH* Дельта- видное крыло в новом проекте имеет в плане не прямую, а 1-2 3
криволинейную кромку на всем протяжении до концевых вертикальных поверхностей. В состав блока MRH войдут узел для стыковки со станциями "Свобода* и MTFF ("Колумб"), шлюзовая камера, позволяющая осуществлять выходы в открытый космос, когда корабль пристыкован к упомянутым объектам. Корабль будет оборудован также дистанционным манипулятором HERA (Hermes Robot Arm). Дистанционный манипулятор создается консорциумом западноевропейских фирм, возглавляемым голландской фирмой Fokker Space and Systems. Задачи КК Термес" Задачи КК гГермесг могут быть разделены на 5 категорий: 1. Инспектирование. 2. Обслуживание. 3. Строительство. 4. FV?moht. 5. Спасение экипажей; Наиболее приоритетной считается задача обслуживания орбитальных станций MTFF, 'Свобода*, и, возможно, советских станций. Возможности стыковки корабля "Гермес" со станцией "Свобода" и станцией "Мир-2" изучаются в СССР и США. Наличие универсального стыковочного узла позволило бы, наряду с прочим, выполнять и спасательные операции на орбите. Эксплуатационные полеты КК "Гермес" должны начаться в 1999 г. В период до 2001 г, планируется осуществлять 2-3 полета в год. Расчетная продолжительность эксплуатации двух первых образцов КК около 15 лет. Если все работы будут идти по плану, они смогут совершить до 2015 г. в общей сложности примерно 60 полетов. КК "Гермес" должен доставлять на круговую орбиту высотой 460 км с наклонением 28,5° до 3 т полезного груза. Максимальная посадочная масса корабля 16 т. Ограничивающим фактором служит максимально допустимая нагрузка на крыло (200 кг/м^). Предельная масса полезного груза, который может быть доставлен кораблем с орбиты на Землю 1,3 т. Максимальная продолжительность пребывания корабля в космосе при обслуживании станции MTFF - 11 суток.
Носители КК Термес* Основным носителем определена РН "Ариан-5Г# Бюллетень "Interavia Air Letter" сообщает также о работах по созданию многоразового носителя для корабля Тер- месг, проводимых фирмой Dassault, Носитель получил название STAR-H (Systeme de Transport Aerobie Recuperable - - многоразовая транспортная система с использованием ВРД). Носитель STAR-H, как предусмотрено проектом, должен осуществлять горизонтальные взлет и посадку. При взлете на атмосферном участке планируется использовать пять ВРД тягой по 40 т. По окончании работы ВРД включается ЖРД НМ-60 "Вулкан'* Система аварийного спасения Участок вывода корабля на орбиту является наиболее критическим. Поэтому, в соответствии с последним проектом, КК "Гермес" имеет катапультируемую кабину» Кабина получила наименование СЕМ (Crew Escape Module - блок спасения экипажа)* Катапультирование предусмотрено со стартовой площадки и до высоты 50 км при скорости, соответствующей М-7 (другими словами, от t - О до t « 125 с). Катапультирование может производиться и на участке возвращения корабля, начиная с высоты 50 км. Проигрыш в массе корабля из-за использования катапультируемой кабины составляет 2 т, однако наличие ее снижает вероятность гибели экипажа при каждом полете до 0,1%. Кабина выполняется из титанового сплава и рассчитана на выдерживание ударных нагрузок при спуске на сушу и воду. Для отделения кабины служит РДТТ массой 260 кг и тягой 25 тс, работающий 4 с. В случае возникновения аварийной ситуации до старта двигатель обеспечит увод кабины от РН на 600 м при скорости встречного ветра до 10 м/с. В случае аварийной ситуации в полете на участке максимального скоростного напора (при скорости^несколько превышающей М te l) РДТТ обеспечит за 3 с увод кабины от РН на расстояние 200 м. При этом кабина способна выдержать избыточное давление до 20 кг/м^ могущее возникнуть при взрыве РН. В случае аварийной ситуации на предельной высоте 50 км при скороеги М = 6-7^ кабина способна выдержать удельный теплопоток 15 кВт/м^ в тече- 1-3 5
ние 20 с. На этой высоте для стабилизации кабины до введения парашютов будут применены струйные органы управления. Предполагается оснастить кабину аэродинамическими стабилизаторами и тормозными щитками. Кроме того, предусматриваются надувные поплавки. При возникновении аварийной ситуации в ходе орбитального полета, посадка корабля возможна не позднее чем через б часов после принятия необходимого решения. Для этого предусматривается создание пяти аварийных аэродромов (одного основного и четырех запасных) в различных районах земного шара (которые, вероятно, будут располагаться в тропической зоне, с тем, чтобы ими можно было воспользоваться при сходе с орбиты любого наклонения). Каждый аварийный аэродром будет оборудован посадочной полосой длиной не менее 3 км и средствами обеспечения посадки в автоматическом режиме (как днем, так и ночью ). Центр управления полетом Для обеспечения руководства операциями на орбите, обработки поступающей информации и контроля за безопасностью экипажа и корабля (особенно в периоды выхода в открытый космос и периоды отдыха экипажа) создается центр управления полетом 'Гермес*. Центр получил обозначение HFCC (Hermes Flight Control Centre). Несмотря на достаточно высокую автономность корабля, роль HFCC трудно переоценить в следующих . аспектах: - траекторные измерения/навигация; -медицинские консультации и контроль; - контроль безопасности полета в период отдыха экипажа; - диагностика отказов; - распределение работ между членами экипажа; - оперативное изменение графика работ; - перезакладка бортового программного обеспечения. HFCC должен также посадить корабль на Землю в случае потери экипажем возможности (болезнь, бессознательное состояние и др.)»сделать это самостоятельно. В ходе фаз сближения и стыковки "Гермеса* со станцией MTFF, он будет выступать в роли активного элемента. Таким образом, HFCC станет наземным центром управления в совместных операциях комплекса MTFF/ 'Гермес* на исполнительном уровне, а также в операциях экипажа. Деятельность HFCC 6
будет протекать в тесном взаимодействии с дентром управления станцией MTFF. Этот центр именуется MSCC (MTFF Space Control Centre). Общее руководство полотом комплекса MTFF/ 'Гермес* будет осуществляться из Главногр центра управления СМСС (Central Mission Control Centre) через наземный узел связи подсети ЕКА сети ESTHACK в Дармштадте (ФРГ), Этот узел связан с узлами подсети CNES в Тулузе (в эту подсеть включен HFCC ) и подсети Аэрокосмического научно-экспериментального центра ФРГ DFVLR (в эту подсеть включен MSCC ) в Оберпфаффенхофене* В ходе полета комплекса HFCC будет обеспечивать поддержку СМСС, анализировать решения, принятые руководителем полета, и выдавать соответствующие указания экипажу. Подготовка космонавтов Согласно концепции ЕКА, подготовка космонавтов по программам "Колумб* и "Гермес" будет состоять из трех основных разделов: 1. Общий курс подготовки (12 месяцев), включающий: - общее знакомство с техникой; - изучение техники безопасности и основ космической медицины; - изучение типовых космических операций и знакомство с условиями жизни и деятельности; - знакомство с условиями космоса; - историю космических исследований; - технические и научные дисциплины; - пилотирование самолета. 2. Специальный курс подготовки (18 месяцев), включающий: - пилотирование КК; - тренировки по обслуживанию герметизированного модуля АРМ, который войдет в состав ООКС "Свобода", и орбитальной станции MTFF; - тренировки по обслуживанию ПН^ выводимых на орбиту по программе 'Колумб", и тренировки по проведению грузовых операций на КК "Гермес"; - тренировки по специальным программам (работа в открытом космосе, управление дистанционным манипулятором, отработка операций сближения и стыковки). 7
3. Подготовка по программе полета (18 месяцев); включающая: - повторные специализированные тренировки; - тренировки в выполнении специфических полетных операций (отдельных и комплексных); - наружное и внутреннее обслуживание корабля и станции; - участие в заключительных предполетных операциях* Для решения различных задач, связанных с подготовкой космонавтов для внутренних работ и экспериментальных операций, предполагается создание двух тренировочных комплексов: объединенный системный тренировочный комплекс ISTF (Integrated System Training Facility) и специализированный тренировочный комплекс SSTF (Single System Training Facility). Первый комплекс состоит из совокупности взаимосвязанных полноразмерных моделей различных специальных систем, в то время как второй позволяет тренировать экипаж в работе на отдельных подсистемах или элементах ПН. Планируется расширить существующий тренировочный комплекс *Спейслэб#, принадлежащий DFVLR и расположенный в Кёльне (ФРГ). В модернизированном комплексе предполагается разместить: - макет герметизированного модуля АРМ; - макет станции MTFF; - макет стыковочного узла с ООКС 'Свобода*; - бассейн гидроневесомости и вспомогательные системы; - комплекс оборудования для физических тренировок и медицинского контроля космонавтов; - системы передачи и обработки данных; - системы связи (аудио, видео); - компьютеризованные обучающие комплексы для самостоятельной подготовки космонавтов. Упомянутые работы планируется закончить к 1992 г. Планы работ по программе Термес* Работы первого этапа (обоснование проекта) в рамках программы разработки корабля 'Гермес* были начаты 1 апреля 1988 г. Этап должен завершиться в конце 1990 г. утверждением окончательного проекта. Затраты на этом этапе составят ориентировочно 530 млн экю. Планируется ре- 8
шить вопросы аэротермодинамики, теплозащиты, конструкционных материалов, совместимости корабля с РН 'Ариан- 5Г, блоком АРМ, Станцией MTFF. На втором этапе планируется начать разработку, изготовление и наземные испытания натурных образцов корабля. Этап завершится подготовкой двух образцов (01 и 02) к летным испытаниям. Для перехода по второму этапу необходимо согласие 2/3 числа стран-членов ЕКА. На эти страны придется 2/3 ассигнований на программу *Термесг. Стоимость второго этапа работ оценивается ориентировочно в 4429,4 млн экю (в ценах 1986 г.). Летные испытания образца 01 должны состояться в июне 1997 г., образца 02 - в апреле 1998 г. Таковы планы CNES. По планам же ЕКА эти испытания должны состояться в середине 1998 и в начале 1999 гг., соответственно. Образец 01 должен совершить полет в автоматическом режиме, образец 02 - в пилотируемом режиме.Это- му должны предшествовать бросковые испытания с целью отработки захода на посадку и посадки. Испытания должны начаться в 1996 г. Для них будет использован образец 01, который будет отделяться от самолета - носителя и совершать планирующий спуск. Состояние работ по программе Термес* Вследствие с упомянутыми выше изменениями конструкции корабля, направленными на снижение стартовой и посадочной массы, первый полет КК *Термесг перенесен с 1995 г. на 1998 г. Большое внимание уделяется безопасности экипажа, особенно на участке выведения. Кроме оснащения корабля устройством катапультирования кабины, решено сделать катапультируемым кресло каждого члена экипажа. Необходимость такой доработки и вызвала, в основном, отсрочку первого полета корабля. Стоимость программы 'Гермес", по имеющимся на конец 1989 г. данным, опубликованным журналом "New Scientist", составляет 3 млрд ф. ст. При этом 45% затрат приходится на долю Франции, а остальные затраты распределены среди 12 стран-членов ЕКА, участвующих в программе. 9
"Int. Symp. Eur. Space Manned Space Systems/f-Strasbourg, 25-29 Apr., 1988.- Noordwijk .-1988.-207-214, 269-274t 351-359, 493-501, 541-549, "Interavia Air Letter", 1988, № 11595, 8; № 11641, 1; № 11642, 5 "Aviation Week and Space Technologyftf 1988, 129, № 25, 28; 128, № 17, 11: № 15, 51, 52. "Flight International", 1989, Ш, » 4149, 19 "New 'Scientist", 1989, 124, № 1685, 25
СОДЕРЖАНИЕ Конструктивные особенности корабля 3 Задачи КК гГермесг 4 Носители КК 'Гермес' \ 5 Система аварийного спасения 5 Центр управления полетом ................. 6 Подготовка космонавтов 7 Планы работ по программе 'Гермес' ...••»..... 8 Состояние работ по программе 'Гермес' ........ 9 Технический редактор Л.Н. Кокова Корректор Н.А. Александрова Сдано в набор 18.05.90 Подписано в печать 16.05.90 Формат 60х 90 1/16 Бумага офсетная Печать офсетная Усл.печ.л. 0,75 Усл.кр.-отт. 0,81 Уч.-изд.л. о 45 Тир. 430 экз. Зак. 134Д Адрес редакции: 125315, Москва, А-315, ул. Усиевича, 20А Тел. 152-54-94 Производственно-издательский комбинат ВИНИТИ 140010, Люберцы 10, Московской обл., Октябрьский проспект, 403