Читать книгу Современная ракетно-космическая техника. Транспортные системы. - Сергей Александрович Токмаков, Сергей Александрович Разумов, Сергей Александрович Демин - Страница 13

Грузовой космический корабль Cygnus

Cygnus («Лебедь») – частный автоматический грузовой космический корабль снабжения, разработанный и эксплуатирующийся компанией Orbital Sciences Corporation (сейчас – Orbital АТК) в рамках проекта COTS и в настоящее время выполняющий грузовые полеты по программе CRS. Cygnus состоит из двух цилиндрических отсеков – герметичного грузового модуля PCM (Pressurized Cargo Module) и приборно-агрегатного модуля SM (Service Module). Первый изготовлен фирмой Thales Alenia Space (Италия) на основе Многоцелевого грузового модуля MLM, который применялся совместно с кораблями системы Space Shuttle для доставки герметичных грузов на МКС. Второй построен Orbital АТК на основе собственной спутниковой платформы Geostar и элементов зонда Dawn. Компания-разработчик имела

Корабль в техническом комплексе

возможность выполнить одну демонстрационную миссию на МКС в рамках программы COTS и в общей сложности восемь рейсов CRS. В первых четырех полетах корабль летал в стандартной конфигурации, с «коротким» модулем PCM-S. Запуск осуществлялся с помощью РН Antares фирмы Orbital АТК, стартующей из космопорта MARS в штате Вирджиния. Когда носитель Antares был усовершенствован путем установки двигателя Castor 30XL в качестве второй ступени, планировалось перейти к расширенной конфигурации с «удлиненным» РСМ-Е,

Укладка грузов

вмещающей больше груза. В передней части грузовой модуль РСМ имеет люк размерами 94x94 см, который интегрирован в 127-сантиметровое кольцо единого причального механизма СВМ (Common Berthing Mechanism). Как американский корабль Dragon («Дракон») и японский Kounotori («Аист»), Cygnus оснащен пассивной частью СВМ, в то время как МКС имеет активную часть причального механизма. Перед стартом модуль РСМ загружается большим спектром разнообразных грузов: продукты питания для шести членов экипажа МКС, расходные материалы, такие как комплекты гигиенического оборудования, блоки для технического обслуживания различных систем МКС и научных экспериментов и прочее. Корабль не имеет возвращаемых отсеков и перед спуском с орбиты загружается отработанным оборудованием и ненужными более на станции вещами. Он может «захоронить» при входе в атмосферу до 3500 кг мусора. Расположенный в кормовой части корабля сервисный модуль SM обеспечивает выработку и хранение электроэнергии, управление аппаратом, наведение и ориентацию, а

Стыковка корабля к МКС с помощью роботизированного комплекса

также несет такелажный узел для захвата корабля манипулятором станции. Модуль SM оснащен выдвижными панелями солнечных батарей (СБ), аккумуляторами и радиоэлектронным оборудованием. Стандартный вариант оснащался двумя трехсекционными «крыльями» СБ от компании Dutch Space; усовершенствованный Cygnus имеет сверхгибкие круглые панели с фотоэлементами на арсениде галлия, построенные Alliant Techsystems (АТК) – новым партнером Orbital. Последние вырабатывают до 3500 Вт – несколько меньше стандартных, но при массе всего в 25% от них. Кроме того, в транспортном положении они более компактны. Мощность, потребляемая РСМ, не превышает 850 Вт. SM также содержит основную двигательную установку и систему управления ориентацией. Для выполнения маневров коррекции орбиты Cygnus оснащен двигателем ВТ-4, разработанным японской компанией IHI Aerospace. Он имеет «сухую» массу 4 кг, длину 0.65 м и развивает тягу 100 фунтов (45.4 кгс), используя смесь окислов азота MON-3 и гидразин. Компоненты топлива (828 кг) хранятся в сферических резервуарах и вытесняются в двигатель сжатым гелием. Система управления, оснащенная 32 микродвигателями тягой по 7 фунтов (3.2 кгс), служит для переориентации и малых маневров при сближении. В модуле SM также находятся блоки системы наведения, навигации и управления, оборудование для связи корабля с наземными станциями, МКС и спутниками системы слежения и передачи данных TDRS (Tracking and Data Relay Satellite). Cygnus оснащен звездным датчиком и системой определения абсолютного положения в пространстве по навигационным сигналам GPS во время свободного полета по орбите. Во время встречи и стыковки

Интерьер грузовика

с МКС корабль переходит на систему, определяющую его положение по отношению к станции, – так называемую навигационную систему ближнего действия (proximity navigation system). После выведения на орбиту Cygnus активизирует передатчики и раскрывает панели СБ, а также проводит ряд проверок, чтобы убедиться, что все системы функционируют штатно. Используя звездные датчики и навигацию по GPS, корабль выполняет несколько включений двигателя, чтобы увеличить высоту и подобраться к МКС. Фазирование орбиты в норме занимает примерно 2.5 дня. После попадания в зону 28-километровой «ближней» связи осуществляется переход на дифференциальную GPS-навигацию. Cygnus приближается к станции снизу, со стороны Земли и зависает непосредственно под МКС. На заключительном этапе сближения с комплексом корабль переключается на систему навигации TriDAR. Члены экипажа МКС могут инициировать аварийный отвод аппарата с помощью командной панели, если обнаружат отклонение режимов сближения от номинала. В случае успешного подхода Cygnus останавливается на дальности 10 м от станции и переходит в режим свободного дрейфа, чтобы его мог захватить член экипажа станции с использованием манипулятора Canadarm2. Этот же механизм используется для пристыковки корабля к одному из модулей станции

Приборно-агрегатный модуль