Космонавтика

Ремонт космических кораблей на орбите

Всё дальше и дальше удаляются наши космические корабли от Земли. Мы всё глубже проникаем в глубины космоса. Автоматические межпланетные станции (АМС) побывали практически на всех планетах солнечной системы. До недавнего времени лишь Плутон, оставался неисследованной планетой, но вот 19 января 2006 года и к нему отправился космический зонд New Horizons. Через десять лет он будет у цели.

Чем дальше от Земли находится космический аппарат, тем сложнее им управлять. Даже до аппаратуры расположенной на Луне сигнал доходит с опозданием в полторы секунды. Ограниченность распространения электромагнитного сигнала в вакууме, накладывает определённые ограничения на исследования космоса, на программу изучения иных планет. Существует два способа преодоления подобной ситуации. Прежде всего, речь идёт о пилотируемых полётах. Если на борту корабля находится человек, то он, опираясь на свои интеллектуальные способности и навыки, полученные во время земных тренировок, создаёт систему машина-человек и человек-машина. Подобная конструкция обладает большей гибкостью, перед ней открываются большие возможности, нежели у системы машина-машина. При этом значительно экономится фактическое время.

В настоящее время, получила распространение другая схема, в которой определяющая роль принадлежит ЭВМ, орбитальной вычислительной системе. В ЭВМ закладывается перечень всех возможных ситуаций, с которыми космический корабль может столкнуться в космосе, плюс связь с земными компьютерными терминалами, расположенные в центрах управления полётом и в специализированных научных учреждениях, как правило, институтах, ведущих соответствующие научные исследования. Бортовая ЭВМ, в ходе полёта получает из центра соответствующие инструкции, определяющие ход дальнейшей работы. Конечность скорости света – основная проблема, своеобразное «слабое звено» подобной схемы. Расстояние от Земли до Марса во время противостояния приблизительно равняется 78 мил. километров. Цифровой радиосигнал проходит это расстояние приблизительно за 4.35 минуты. При максимальном удалении Марса от Земли, расстояние между ними составляет 377.50 мил. километров, и, следовательно, сигнал, отправленный с Земли, достигнет Марса за 21 минуту. Значит, если у аппарата возникают проблемы, то получить код решения проблемы ЭВМ аппарата сможет не раньше чем через 9 минут. В худшем случае ответ с Земли придётся ждать 42 минуты! За это время может произойти многое. Марсоход, перемещающийся по поверхности, пусть даже и на минимальной скорости, за это время неизбежно столкнётся с критической для себя ситуацией.

Дальнейшее совершенствование кибернетических систем, возможно даже создание искусственного интеллекта, неизбежно приведёт к созданию автономных аппаратов-роботов, способных выполнять поставленные перед ними задачи без связи с Землёй, но конечность скорости света невозможно преодолеть технически, на современном уровне развития науки и техники. Соответственно ставится вопрос о развитии пилотируемых полётов, прежде всего на межпланетном направлении.

Отказ техники неизбежен в любых системах. Космическая техника не является исключением. В отличие от других структур, космические аппараты практически невозможно доставить, в случае возникновения нештатной ситуации, на специализированные предприятия, в частности на завод изготовитель, особенно аппараты, работающие на иных планетах. Учитывая надёжность современной электроники, дублирование особо важных систем, во многих случаях человек, находящийся на борту космического корабля способен справится с возникшими неполадками. Правда на человеческий фактор приходится большая часть происшествий, можно перечислить множество АМС, потерянные в космосе по вине земного обслуживающего персонала. Однако, человек на борту, например космической станции, способен исправить ошибки не только земных программистов, но и переделать, в разумных пределах, конструкцию системы. Например, на астрофизическом модуле «Квант», входивший в состав орбитальной станции «Мир», отработавшая ресурс аппаратура не подлежала замене. Однако российские космонавты неоднократно меняли устаревшие телескопы на новые. (Ресурс первого телескопа был рассчитан на полтора года, однако модуль «Квант» прослужил на орбите 14 лет).

Другой пример. В 1991 году, на орбиту космическим челноком «Дискавери» был доставлен знаменитый телескоп им. Хаббла. Но с самого начало стало ясно, что главное зеркало суперсовременного дорогостоящего космического прибора не функционирует. Как позже выяснилось, зеркало было отлито с непоправимыми дефектами. Американская система Спейс-Шатлл способна возвращать космические аппараты с орбиты. Однако NASA приняло решение отремонтировать объект непосредственно на орбите. В 1993 году, к неисправному телескопу отправился всё тот же «Дискавери». Была проделана уникальная операция по внедрению особых линз компенсаторов в фокусную систему телескопа им. Хаббла. В последующее время к нему неоднократно посылались экспедиции с целью ремонта и модернизации оптоэлектронной и оптико-механической системы. Телескоп «Хаббла» функционирует и в настоящее время. До 2010 года запланирована ещё одна миссия Спейс-Шатлла для обслуживания космического телескопа-ветерана.

/Продолжение следует/

Константин Кощеев. Альнитак. 11-12 июля 2006. Екатеринбург

       Главная страница; ☼  

Звёздная цивилизация, Космонавтика 21 века, О Луне, Спутник, Орбитальные космические системы, Планетография, О Венере, О Марсе, О Юпитере, О происхождении планет, О происхождении планет 2.. Среда обитания разума, Заселение Луны, Планеты Солнечной системы, Космические мегалиты, Высадка деревьев на Марс, ☼ Гостевая книга,  snouk@list.ru; ☼ Главная страница2