Реферати » Реферати з авіації і космонавтики » Вантажівки тросові системи в космосі

тросові системи в космосі

в експериментах серії" TSS "була проведена частина запланованих електродинамічних досліджень, зокрема, в експерименті TSS-1R "в тросі був досягнутий струм силою 0,5 А.
Ще два американських експерименту" SEDS-1 "і" SEDS-2 "виконані в 1993-94 рр. Від останнього ступеня ракети-носії "Дельта-2" відводилися корисні вантажі на тросах довжиною 20 км, що випускаються за допомогою котушок, розроблених американським фахівцем Дж. Керроллом.
У першому експерименті відпрацьовувався безрасходний спуск вантажу з орбіти, а в другому - розгортання тросової системи в вертикальне положення. У 1993 р також з використанням ракети "Дельта-2" проведено експеримент "PMG" з електропровідним тросом довжиною 500 м, що дозволив дослідити деякі ефекти електродинаміки даної системи.
Канадські експерименти "OEDIPUS-A" і "OEDIPUS-C" з тросами довжиною 1 км проведені в 1989 і 1995 рр. У травні 1996 р відбувся запуск двох американських апаратів морської розвідки з тросом довжиною 4 км (експеримент
"TIPS"). Програмою тривалого польоту передбачається дослідити стійкість троса до впливу метеорних часток.
Після проведення експериментів "TSS-1" і "TSS-1R" (витрати склали майже мільярд доларів) переглянута програма робіт США в області тросових систем. Планувався експеримент "TSS-2" з атмосферним зондом, що опускається вниз з корабля "Спейс Шаттл" на 100-км тросі, був скасований. А інші експерименти в космосі спочатку були обмежені проектами, що не перевищують за вартістю 10 млн. Доларів, а потім взагалі припинені. У розкладі польотів кораблів
"Спейс Шаттл" до кінця 2003 р експерименти з тросовими системами не передбачені.

РОСІЙСЬКІ РОЗРОБКИ І ПРОГРАМИ

У Росії були створені наукові школи, що займаються теоретичними дослідженнями космічних тросових систем. З кінця 60-х рр. ці дослідження велися, головним чином, в Інституті прикладної математики
(ІПМ) АН СРСР такими великими вченими, як В.В. Білецький, В, А. Саричев,
Е.М. Левін (нині працюючі за кордоном) .Ісследованія механіки тросових систем давно ведуться в Московському державному авиационно-технологічному університеті (МГАТУ, колишній МАТИ) під керівництвом В.А.
Іванова та Ю.С. Сітарського. В останні роки подібні дослідження розпочаті в
Московському авіаційному інституті, Московському державному технічному університеті ім. Н.Е. Баумана, Військової інженерної космічної академії ім.
Н.А. Можайського. Вивченням електродинаміки і радіофізики тросових систем займаються в ЦНДІ машинобудування, Інституті радіотехніки й електроніки РАН,
Московському фізико-технічному інституті.

В останні роки в НВО машинобудування спільно з Інститутом земного магнетизму, іоносфери і розповсюдження радіохвиль розроблявся проект експерименту на станції "Алмаз", де передбачалося відвести на тросі платформу з апаратурою для геофізичних досліджень. У НВО ім. С.А.
Лавочкіна розробляються проекти марсіанського тросового пенетратора на базі міжпланетної станції "Фобос" і тросової системи для обслуговування орбітальної станції на базі супутника "Прогноз". Інститутом космічних досліджень РАН запропонований проект тросової системи у формі тетраедра для дослідження електричних і магнітних полів в навколоземному просторі. В
Московському технічному університеті зв'язку та інформатики ведуться дослідження систем з "бегущими" тросами.
Останнім часом проводиться робота по тросовим системам за участю іноземних фахівців. У Самарському авіаційному інституті та Центральному спеціальному конструкторському бюро (ЦСКБ) спільно з німецькими фірмами ведеться розробка проекту експерименту з прив'язний капсулою "Rapunzel" на супутнику "Фотон". В ЦНДІМаш по гранту NASA розроблений проект подвійний електродинамічної тросової системи ТЕДОС на кораблі "Прогрес-М".
В РКК "Енергія" у взаємодії з європейськими фахівцями розробляється проект повернення балістичних капсул і вантажних кораблів з пілотованої станції за допомогою довгих тросів. У 1994 р у співпраці з німецькою фірмою "Kayser Threde" був створений проект спільного експерименту "Tpoc-Rapunzel", потім на замовлення Європейського космічного агентства (ESA) опрацьовувався експеримент тросового спуску капсули "Радуга".
ПЕРСПЕКТИВИ тросових систем
В РКК "Енергія" активні роботи по космічним тросовим системам поновилися в 1987 г. Вони були спрямовані на освоєння та застосування таких систем в рамках пілотованих космічних станцій. Розроблена концепція розвитку вітчизняних робіт в цій області передбачає наступне. На першому етапі - проведення на орбітальних станціях серії космічних експериментів з тросовими системами "Трос-1", "Трос-1 А", "Вулкан" і 'Трос-
2 ". В перспективі - створення і дослідна експлуатація на новій орбітальної станції тросових систем транспортного, енергетичного та дослідницького призначення. У віддаленому майбутньому передбачається створення орбітального пілотованого комплексу з багатофункціональним використанням технологій тросових систем.
Космічний експеримент "Трос-1" - оригінальна вітчизняна розробка, виконувана в РКК "Енергія" з 1989 р Експеримент передбачає дослідження механіки розгортання, політ і поділ тросової системи з відпрацюванням безрасходного орбітального маневру. У програмі "Трос-
1" передбачалося створити на орбіті тросову систему, що складається зі станції
"Мир" і корабля "Прогрес-М", з'єднаних 20-км тросом з синтетичного волокна. Протягом тижня система здійснить орбітальний політ, після чого буде здійснено її поділ. При цьому корабель перейде на більш низьку орбіту, а станція збільшить висоту орбіти (такий маневр заощадить близько 150 кг палива).
Експеримент 'Трос-1 А "за своїм задумом аналогічний Трос-1" і відрізняється від нього збільшенням довжини троса до 50 км. Застосування троса такої довжини дозволить без затрат палива здійснити спуск вантажного корабля з орбіти і його затоплення в заданому районі Тихого океану. При цьому орбітальна станція підвищить висоту орбіти майже на 10 км, а економія палива складе до 400 кг.
У наступному експерименті "Вулкан" передбачається розгорнути на орбіті модельний аналог електродинамічної тросової системи: з вантажного корабля буде висуватися 100-м штанга з приладовим контейнером на кінці.
Розміщена на кораблі і в контейнері електронна апаратура з плазмовими контакторами зможе виконати дослідження електродинамічних характеристик системи і різних явищ в магнітному полі Землі і іоносферної плазмі. Крім того, на борту орбітальної станції і на спеціально розгорнутих наземних пунктах планується приймати і аналізувати які випромінює наднизькочастотних радіосигнали. В ході 20-добового польоту пройде відпрацювання функціонування в генераторному, руховому, елект-ропередающем і випромінюючи-тельном режимах, а також управління орієнтацією на орбіті.
Заключний експеримент "Трос-2" задуманий як комплекс всебічних досліджень механіки, електродинаміки та радіофізики орбітальної тросової системи, що з орбітальної станції і вантажного корабля, з'єднаних
20-км кабелем, по якому рухається ліфтова візок. Розміщена на станції, кораблі і візку апаратура дозволить здійснити дослідну експлуатацію системи в різних режимах і провести уточнення дослідження її динамічних і електромагнітних властивостей. Орбітальний політ тросової системи триватиме не менше місяця, після чого, як в експериментах "Трос-1" і "Tpoc-1 A", буде проведено її поділ.
Успішне проведення експериментів "Трос-1" і "Трос-1 А" то це дозволить приступити до створення і подальшої експлуатації на орбітальній станції транспортної тросової системи багаторазового використання для спуску з орбіти повертаних капсул, відпрацьованих кораблів і модулів, ферм і панелей. Ця ж система застосовна і для періодичного підйому висоти орбіти станції без затрат палива. За попередніми опрацювання, основою системи стане що включається до складу станції спеціальний модуль. До його складу увійде лебідка для розгортання 60-км троса, механізм висування і втягування 100-м ферми і пристрій захоплення і скидання вантажів.
Після виконання експериментів "Вулкан" і "Трос-2" передбачається почати розробку штатно експлуатованої на станції тросової системи. На кінці довгого кабелю прикріплять сонячну або ядерну енергоустановку.
Виробляти електроенергію від установки передбачається передавати по кабелю на станцію і використовувати для енергозабезпечення її службових систем і інших розміщених на борту приладів. Крім того, при руховому режимі роботи системи електричний струм в кабелі, взаємодіючи з магнітним полем
Землі, дозволить Електродинамически підтримувати або повільно підвищувати висоту орбіти станції. Робота в генераторному режимі за рахунок часткового зниження орбіти системи дасть можливість отримувати на станція за короткий час електроенергію великої потужності.
В майбутньому як в експериментах, так і при експлуатації штатних систем можна буде проводити різні наукові дослідження з використанням можливостей, створюваних розгорнутими тросовими системами. Великий інтерес представляє вивчення проблеми самопочуття і працездатності екіпажу орбітальної станції, а також поведінки тварин, росту рослин, властивостей твердих тіл і рідин в умовах мікрогравітації. Інший важливий аспект - процес природного видалення власної зовнішньої атмосфери станції при розгортанні тросової системи. Це дозволить отримати особливо чистий вакуум для виконання деяких досліджень в галузі космічної технології. В польоті тросових систем можна вимірювати геофізичні поля за допомогою рознесених датчиків, вивчати властивості іоносфери, впливаючи на неї електромагнітним випромінюванням тросової антени, виконувати й інші цікаві дослідження.
При успішному розвитку робіт по космічним тросовим системам, ймовірно, в середині XXI в. може бути створена довгострокова пілотована орбітальна станція нового покоління. Згідно попереднього опрацювання, така станція повинна являти собою складну тросову систему, що складається з двох багатоблокових станцій, з'єднаних кількома тросами, ліфта
(рушійної по тросах між станціями) і відводяться на тросах прив'язних модулів. Звичайно, заглядати в настільки далеке майбутнє завжди ризиковано, однак корпорацією "Енергія" вже отримано патент на орбітальну станцію подібного типу.

КОСМІЧНІ тросової системи: ПОГЛЯД ИНЖЕНЕРА І МЕХАНІКА

Що можуть тросові системи в космосі?

Тросові системи в перспективі можуть опанувати надзвичайно широким набором "професій" в космосі. Розглянемо коротко схеми, обговорювані в літературі.

Як відомо, штучна тяжкість бажана для тривалої роботи екіпажів в космосі. Для її створення можна скласти орбітальну станцію з двох відсіків, з'єднати їх тросом і привести в обертання навколо центру мас. У такому режимі рухалася зв'язка

Сторінки: 1 2 3 4 5

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар