Автоматический грузовой корабль (ЕКА)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Грузовой корабль «ATV»
ATV
Iss016e034176.jpg
Описание
Тип корабля Грузовой космический корабль
Экипаж Беспилотный
Полезная нагрузка 7500 кг[1]
Диаметр 4,5 м[1]
Длина 10,3 м[1]
Масса 20,75 т[1]
Приближение АГК «Жюль Верн» к Международной космической станции 31 марта 2008 года.

ATV (сокр. от англ. Automated Transfer Vehicle — «автоматическое [грузо]переносящее транспортное средство») — автоматический грузовой космический корабль (АГК), разработанный ЕКА. Корабль предназначен для доставки топлива, научного оборудования, продуктов, воздуха и воды на Международную космическую станцию (МКС). Так же с помощью двигателей АГК осуществляется коррекция орбиты МКС. АГК предназначен также для освобождения МКС от отработанных материалов и мусора. Это самый сложный космический корабль, когда-либо создававшийся европейскими странами.

Первый автоматический грузовой космический корабль отправился в полёт к МКС 9 марта 2008 года[2]. Всего было запущено пять кораблей.

История создания[править | править вики-текст]

Первые предложения по созданию европейского космического корабля были сделаны в 1987 году. В 1992 году на конференции совета министров ЕКА, которая состоялась в Гранаде, было принято решение о прекращении дальнейших исследований и работ по созданию европейского многоразового космического корабля «Гермес». Одновременно был согласован вклад европейских стран в проектируемую Международную космическую станцию, которая в то время называлась «Фри́дом» (англ. Freedom — «Свобода») и создавалась в кооперации между США, Японией и ЕКА. В это же время на повестку дня встал вопрос о создании европейской транспортной системы для обеспечения функционирования МКС, в том числе пилотируемого и грузовых кораблей. Предполагалось, что европейские грузовые корабли должны были дважды в год летать к МКС. В 1993 году к проекту МКС вынужденно (пришлось отказаться от развития собственной космической станции — «Мир») присоединилась Россия, не желавшая терять свои достижения в космосе из-за отсутствия достойного финансирования космической деятельности со стороны государства. Россия, на момент присоединения к программе МКС, имела в своём арсенале все необходимые системы и модули (ТКС и т. д.) для быстрого введения в эксплуатацию новой международной космической станции, однако США старались по максимуму ограничить использование российских космических технологий при создании МКС. Япония и ЕКА, преследуя свои долгосрочные цели технического развития в космосе, пошли на создание космических транспортных, а в дальнейшем и пилотируемых систем; ЕКА, в частности, на первом этапе была ориентирована на создание пяти автоматических грузовых кораблей, которые должны осуществить свои полёты до 2013 года. Окончательное решение о создании автоматического грузового корабля (АГК) было принято на конференции совета министров ЕКА в 1995 году в Тулузе (Франция).

Генеральным подрядчиком для создания АГК была названа фирма EADS Astrium Space Transportation[en].

Создание АГК является частью вклада ЕКА в проект МКС. Работы по АГК включают в себя создание собственно автоматического транспортного корабля, создание в Тулузе наземной инфраструктуры, необходимой для контроля и управления кораблём, а также проведение необходимых модификаций ракеты-носителя «Ариан-5».

Сборка АГК осуществлялась на предприятии EADS Astrium Space Transportation в Бремене (Германия). В общей сложности 30 фирм из десяти европейских стран и 8 фирм из России и США принимали участие в создании АГК. В рамках проекта, возглавляемого EADS Astrium Space Transportation, итальянская компания Alenia Spazio[en] (новое название Thales Alenia Space[en]) ответственна за герметичный грузовой отсек ATV. Эти грузовые отсеки производятся в Турине (Италия). РКК «Энергия» подписала контракт на 40 миллионов евро с Alenia Spazio о поставке российского стыковочного модуля, системы дозаправки и российской системы контроля оборудования. Четыре основных ракетных двигателя изготовляются фирмой Aerojet (США).

Основные расходы (около 47 %) несёт Франция, доля Германии — 24 %, Италии — 13 %.

Начиная с 1995 года, Европейское космическое агентство израсходовало около 1,9 миллиардов долларов на проектирование и создание первого грузового корабля и наземного оборудования для слежения и управления АГК. Стоимость АГК составляет порядка 304 млн долларов, а полные затраты на полёт одного грузовика составляют около 532 млн долларов.

Стыковочный узел транспортного корабля «Жюль Верн».

Система автоматической стыковки является уникальной европейской разработкой и имеет более высокую степень автоматизации, чем автоматическая система стыковки российского грузового корабля «Прогресс».

С середины 2004 года первый АТК проходил комплексное тестирование в европейском технологическом центре в нидерландском городе Нордвейк. Тестирование проводилось в условиях, приближённых к условиям космического пространства. Всё электронное оборудование испытывалось в условиях электромагнитных помех. Корабль испытывался на вибрационном стенде, где имитировались: вибрация, возникающая при старте ракеты-носителя, механические воздействия, возникающие при отстреле ступеней ракеты-носителя и защитного обтекателя, а также влияние возможных порывов ветра во время старта и сотрясений, возникающих при маневрировании корабля на орбите. Корабль был подвергнут также акустическим тестам, в которых имитировался рёв работающих ракетных двигателей при старте, звуковое давление которого составляет 140 дБ.

Тестирование автоматической системы стыковки проводились в помещении длиной 300 метров на предприятии DGA (Delegation Generale pour l’Armement) около Версаля (Франция).

Европейский грузовой корабль способен доставить на МКС до 7,1 тонн топлива, воды, кислорода, азота и других материалов; такая масса была доставлена вторым кораблем. Это приблизительно в 3 раза больше, чем доставляет на станцию российский грузовой корабль «Прогресс», который в настоящее время каждые 4 месяца отправляется к МКС.

Наряду с включённым в 2008 году в состав МКС европейским исследовательским модулем «Коламбус», европейский грузовой корабль является одним из основных вкладов Европы в проект МКС.

19 февраля 2009 года ЕКА официально объявило название второго корабля. Он был назван в честь немецкого астронома, открывшего закон движения планет, Иоганна Кеплера.

Третий корабль, названный «Эдоардо Амальди» (в честь итальянского физика Э. Амальди), был запущен 23 марта 2012 года с космодрома Куру[3]. Запуск первоначально был запланирован на вторую половину 2011 года, затем перенесён на февраль 2012 года.

Четвёртый корабль, названный «Альберт Эйнштейн» (в честь создателя теории относительности А. Эйнштейна), запущен 6 июня 2013 года. Стыковка с МКС состоялась 15 июня 2013.

Пятый корабль получил имя Жоржа Леметра, запущен 29 июля 2014 года[4].

Основные технические характеристики[править | править вики-текст]

Размеры:

  • Длина: 10,77 м
  • Внешний диаметр: 4,48 м
  • Внутренний диаметр: 3,94 м
  • Герметичный объём: 45 м³

Масса:

  • Масса при запуске: 19 357 кг
  • Масса топлива в двигательной установке: до 5753 кг
  • Масса грузов, удаляемых с МКС: до 6500 кг
  • Масса доставляемых грузов: до 7670 кг
    • воздух: до 100 кг
    • вода: до 855 кг
    • продукты, одежда, запасные части: до 5500 кг
    • топливо для коррекции орбиты МКС и для модуля «Звезда»: до 4770 кг (из них для модуля «Звезда»: 860 кг)

Размеры грузовика сопоставимы с размерами автобуса. Корабль разделён на 2 части: герметичную, предназначенную для размещения материалов и оборудования, и негерметичную, где расположены системы контроля и управления, сферические ёмкости для воды, газов и ракетного топлива.

Внутренний герметизированный объём грузовика составляет 45 м³. Грузы в герметичном отсеке корабля располагаются в стандартных стойках. Грузы из корабля в МКС и отработанные материалы и мусор из МКС в корабль переносятся космонавтами вручную. В задней части корабля находится сервисный блок, к которому прикреплены панели солнечных батарей. Солнечные батареи раскрываются в виде буквы Х. Размах солнечных батарей — 22,28 метра, мощность — 4 кВт. В сервисном блоке расположены системы управления кораблём.

В кормовой части корабля установлены 4 двигателя. Два из них обеспечивают маневрирование корабля во время стыковки с МКС, а работая одновременно, все 4 двигателя используются для подъёма орбиты станции. Кроме того, на корабле имеется 28 двигателей для коррекции орбиты. Оборудование корабля потребляет 900 ватт в активном режиме полёта или 400 ватт в пассивном режиме.

АГК запускается в космос европейской ракетой-носителем «Ариан-5» с космодрома Куру во Французской Гвиане.

Автоматический грузовой космический корабль пристыковывается к кормовому порту служебного модуля «Звезда» и остаётся в составе МКС до 190 дней. После выполнения своей миссии АГК осуществляет контролируемый сход с орбиты и сгорает над заданным районом Тихого океана.

Управление кораблём осуществляется командой из 60 человек из центра, расположенного в Тулузе (Франция).

В общей сложности запланирован запуск 5 европейских грузовых кораблей — в 2008, 2011, 2012, 2013 и 2014 году.

Миссии[править | править вики-текст]

Номер Название Дата запуска Стыковка Расстыковка Ссылки
ATV-001 «Жюль Верн» 9 марта 2008 3 апреля 2008 29 сентября 2008 [5][6]
ATV-002 «Иоганн Кеплер» 16 февраля 2011 24 февраля 2011 20 июня 2011 [5][6][7]
ATV-003 «Эдоардо Амальди» 23 марта 2012 29 марта 2012 4 октября 2012 [8][9]
ATV-004 «Альберт Эйнштейн» 6 июня 2013 15 июня 2013 28 октября 2013 [10][11]
ATV-005 «Жорж Леметр»[en] 29 июля 2014 12 августа 2014 25 января 2015 [12][13][14]


Обзор миссий

Миссия Масса нагрузки, кг Топливо для МКС, кг Вода, кг Газ, кг Сухие грузы, кг Поздняя загрузка, кг Дней в космосе Коррекций орбиты Ссылки
ATV «Жюль Верн» 4575 3235 285 20 1150 205 6 [15]
ATV «Иоганн Кеплер» 7100 5605 0 100 1605 435 126 5 [15]
ATV «Эдоардо Амальди» 6595 4206 285 100 2200 592 196 9 [15]
ATV «Альберт Эйнштейн» 6590 3440 570 100 2489 1109 151 6 [15]
ATV «Жорж Леметр» 6616 2978 843 100 2695 [16]

«Жюль Верн»[править | править вики-текст]

«Жюль Верн». Снято с МКС.

Название первого корабля — «Жюль Верн» — было дано в честь первого писателя научной фантастики Жюля Верна. В середине июля 2007 года корабль «Жюль Верн» был отправлен морем из Роттердама во Французскую Гвиану. 31 июля корабль прибыл во Французскую Гвиану и был перевезён на космодром Куру. Старт АТК откладывался несколько раз и состоялся 9 марта 2008 года в 4:03 UTC. Аппарат был запущен с помощью РН «Ариан-5».

3 апреля в 13 часов 33 минуты на расстоянии 250 метров от станции управление сближением было переключено от навигационной системы GPS на лазерную систему. В 14 часов 15 минут «Жюль Верн» был на расстоянии 19 метров от станции и оставался в этом положении в течение двадцати минут. В 14 часов 38 минут «Жюль Верн» приблизился к станции на расстояние 11 метров. В это время начался заключительный этап стыковки. Стыковка была осуществлена 3 апреля в 14:45 UTC в полностью автоматическом режиме.

Первый полёт европейского грузовика являлся испытательным, поэтому он доставил на МКС только 5 тонн полезных грузов. Люк в грузовой корабль «Жюль Верн» был открыт 4 апреля в 10 часов 15 минут.

6 сентября 2008 в 01:30 МСК ATV отстыковался от российского сегмента МКС в автоматическом режиме[17]. 29 сентября 2008 после серии манёвров около 17:30 МСК корабль вошёл в плотные слои атмосферы и разрушился, а через 12 минут оставшиеся обломки затонули в несудоходном районе Тихого океана в нескольких тысячах километров восточнее Новой Зеландии[18].

«Иоганн Кеплер»[править | править вики-текст]

«Иоганн Кеплер», второй грузовой корабль, назван в честь немецкого астронома Иоганна Кеплера[19]. Он отправился на орбиту 17 февраля (16 февраля по UTC) 2011 года.

Корабль был запущен на ракете-носителе «Ариан-5ES» из Гвианского космического центра на Куру 17 февраля 2011 года[20], в рамках миссии к Международной космической станции (МКС) с грузом из воды, воздуха, топлива и другим. Запуск был произведён на сутки позже из-за программного сбоя[21].

24 февраля в 15:59 UTC корабль пристыковался к кормовому стыковочному узлу модуля «Звезда»[22]. Стыковка шла автоматически под контролем космонавта Александра Калери на борту МКС и ЦУПов в России (г. Королёв) и Европе (г. Тулуза)[23].

«Эдоардо Амальди»[править | править вики-текст]

«Эдоардо Амальди», третий грузовой корабль, был назван в честь итальянского физика Эдоардо Амальди. Он отправился на орбиту 23 марта в 08:34 МСК 2012 года.

Корабль был запущен на ракете-носителе «Ариан-5ES» из Гвианского космического центра на Куру в рамках миссии доставки воды, топлива и сухих грузов к МКС. Стыковка с российским служебным модулем «Звезда» была осуществлена в автоматическом режиме ночью 29 марта в 02:31 МСК[24]. Из-за проблем с системой управления корабль отстыковался от МКС только со второй попытки[25].

«Альберт Эйнштейн»[править | править вики-текст]

«Альберт Эйнштейн» — четвёртый грузовой корабль, названный в честь немецкого физика Альберта Эйнштейна. ATV-4 был запущен 5 июня 2013 года в 21:52:11 UTC (6 июня, 01:52:11 МСК) с помощью ракеты-носителя тяжёлого класса «Ариан-5ES» из Гвианского космического центра на Куру. Стыковка с российским служебным модулем «Звезда» была осуществлена 15 июня 2013.[26] Из-за возможности загрязнения грузовика плесенью и бактериями, открытие люков после стыковки было отложено[27]. В результате было принято решение взять пробы воздуха и после провести очистку занявшую 5 часов[28]. 28 октября «Альберт Эйнштейн» успешно отстыковался от станции, а 2 ноября был осуществлен его полностью контролируемый спуск в атмосфере с разрушением. Установлен рекорд по удалению из космоса мусора массой в 2 тонны. Кроме того, ATV-4 установил ещё один рекорд, став самым тяжелым космическим кораблем (20 тонн 218 килограммов), когда-либо выведенным на орбиту ракетой-носителем "Ариан"[11].

Перспективы[править | править вики-текст]

В 2014 году ЕКА запустило к станции последний, пятый, ATV. После прекращения программы ATV полезные грузы на МКС доставляются российскими грузовыми кораблями «Прогресс», японскими грузовыми кораблями HTV, а также по контракту с НАСА частными американскими грузовыми кораблями: Dragon (разработчик — компания SpaceX) и «Сигнус» (Orbital Sciences Corporation).

Герметичный отсек частного грузового корабля Сигнус компании Orbital Sciences Corporation создан с использовании наработок ATV итальянской компанией Thales Alenia Space[en].

В новом корабле НАСА «Орион» будет использоваться модернизированная версия ATV в виде сервисного модуля[en]. К восьми двигателям ATV суммарной тягой 490 ньютонов[29] будет добавлен главный двигатель тягой 26 кН, модернизированный двигатель системы орбитального маневрирования шаттла. Кроме того, будет увеличена эффективность солнечных батарей — с 17 % до 30 %. Эти модули является взносом ЕКА в операции на МКС на период 2017 - 2020 годы[30].

Ранее рассматривались варианты преобразования корабля в возвращаемый на Землю: проекты PARES (англ. PAyload REtrieval System) и CARV (англ. Cargo Ascent and Return Vehicle), в дальнейшем в пилотируемый вариант — программа Crew Return Vehicle (CRV), а так же использование в качестве космических буксиров — для ремонта и возврата вышедших из строя космических аппаратов.

См. также[править | править вики-текст]

Автоматические беспилотные грузовые космические корабли:

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 4 Automated Transfer Vehicle (ATV) Utilisation elevant Data Rev. 1.2. ESA ERASMUS User Centre.
  2. ESA — ATV — Jules Verne ATV launch rescheduled to 9 March
  3. ATV-3 launch
  4. ИТАР-ТАСС — Европейский корабль ATV-4 с грузом для МКС стартовал с космодрома Куру
  5. 1 2 European Cargo Ship Begins Maiden Space Voyage. Space.com (09.03.2008). Архивировано из первоисточника 12 апреля 2012. (англ.)
  6. 1 2 Multi-Program Integrated Milestones. НАСА (25.01.2008). Архивировано из первоисточника 12 апреля 2012. (англ.)
  7. Международные партнеры по МКС согласовали новые даты стартов шаттла «Эндевор» и ATV-2
  8. Космический «грузовик» ATV-3 получил имя итальянского физика Амальди, РИА Новости (17 марта 2010 года).
  9. С космодрома Куру запущен европейский автоматический грузовой корабль ATV-3, ИТАР-ТАСС (23.03.2012).
  10. Именем Эйнштейна назовут грузовой корабль, который полетит на МКС в 2013 году, Газета.ru (29 мая 2011 года).
  11. 1 2 Европейский грузовик ATV-4 уничтожил рекордное количество мусора, РИА Новости (07.11.2013).
  12. Последний европейский грузовик ATV назван именем бельгийского физика, РИА Новости (16.02.2012).
  13. Fifth ATV named after Georges Lemaître, ESA (26.02.2011). (англ.)
  14. ATV-5 target launch date: 25 July, ESA (13.03.2014).
  15. 1 2 3 4 Europe’s space freighter, ESA. (англ.)
  16. ATV STATUS: Ready for flight, ESA. (англ.)
  17. «Жюль Верн» отстыковался от МКС, Газета.Ru, 06.09.2008
  18. «Жюль Верн» затоплен в Тихом океане, Новости космонавтики, вып. № 731, 29.09.2008
  19. Second ATV named after Johannes Kepler. ESA (19 февраля 2009). Проверено 19 февраля 2009. Архивировано из первоисточника 30 марта 2012.
  20. Европейский космический грузовик выведен на орбиту. infox.ru (17 февраля 2011 года). Архивировано из первоисточника 30 марта 2012.
  21. Запуск космического грузовика ATV-2 «Иоганн Кеплер» перенесен на сутки — РИА новости
  22. NASA.gov/multimedia/nasatv/: per NASA Live TV broadcast
  23. РКК «Энергия» им. С. П. Королёва — ЦУП-М, г. Королёв Московской области. РКК «Энергия» (24 февраля 2011 года). Архивировано из первоисточника 30 марта 2012.
  24. Европейский грузовик пристыковался к МКС, 29.03.2012
  25. Названа причина переноса отстыковки корабля ATV-3 от МКС
  26. Корабль «Альберт Эйнштейн» пристыковался к МКС, BBC, 15.06.2013
  27. Разногласия NASA и «Роскосмоса» не позволили открыть люки «Альберта Эйнштейна»
  28. Космонавты открыли люк грузовика ATV-4
  29. ATV 2.0. ЕКА (16 января 2013). Проверено 2 мая 2014.
  30. UK steps up, as ESA commit to ATV Service Module on NASA’s Orion (англ.). nasaspaceflight.com (12.11.2012). Проверено 9 октября 2014. Архивировано из первоисточника 5 декабря 2012.

Ссылки[править | править вики-текст]

Космические аппараты «ATV»
Предыдущий аппарат:
«Жюль Верн»
Следующий аппарат:
«Иоганн Кеплер»
«Жюль Верн» | «Иоганн Кеплер» | «Эдоардо Амальди» | «Альберт Эйнштейн» | «Жорж Леметр»