Автоматический грузовой корабль (ЕКА)

Файл:Automated transfer vehicle.jpg

Автоматический грузовой космический корабль.

ATV (Automated Transfer Vehicle) — автоматический грузовой космический корабль, разработанный ЕКА. Первый полёт состоялся 9 марта 2008 г . Масса полезного груза — 7,5 т. Первый корабль получил имя «Жюль Верн». В дальнейшем предполагается запускать один корабль каждые 13-15 месяцев. Автоматический грузовой космический корабль пристыковывается к кормовому порту служебного модуля «Звезда».

Разработка

В общей сложности запланирован запуск пяти европейских грузовых кораблей. После полёта первого корабля «Жюль Верн» запланированы последующие четыре полёта европейских грузовиков в 2009, 2011, 2012 и 2013 годах. 3 апреля 2008 года, из сообщения «Интерфакс» стало известно, что следующий, после «Жюль-Верна», грузовик, отправится к МКС в 2009-2010 годах, и на этот раз, может быть назван в честь немецкого писателя.

Начиная с 1995 года, Европейское космическое агентство израсходовало около 1,9 миллиардов долларов на проектирование и создание первого грузового корабля и на создание наземного оборудования для слежения и управления кораблем. Стоимость собственно европейского грузового корабля составляет 304 миллионов долларов, а полные затраты на полет одного грузовика составляют 532 миллиона долларов. В проекте по созданию европейского грузовика участвовали 10 стран. Стыковочный узел и система перекачки топлива для европейского грузового корабля были изготовлены в России. Основные расходы (около 47%) несет Франция, доля Германии — 24%, Италии — 13%.

Стыковочный узел транспортного корабля «Жюль Верн».

К этому моменту РКК Энергия подписала контракт на 40 миллионов евро с одним из главных субподрядчиков корпорации EADS Astrium Space Transportation, итальянской компанией Alenia Spazio, о поставке российского стыковочного модуля, системы дозаправки и российской системы контроля оборудования. В рамках проекта, возглавляемого EADS Astrium Space Transportation, Alenia Spazio ответственна за герметичный грузовой отсек ATV. Эти грузовые отсеки производятся в Турине, Италия.

Европейский грузовой корабль способен доставить на МКС около 7,5 тонн (16000 фунтов) топлива, воды, кислорода, азота и других материалов. Это приблизительно в три раза больше, чем доставляет на станцию российский грузовой корабль «Прогресс», который, в настоящее время, каждые четыре месяца отправляется к МКС.

Наряду с недавно включенным в состав МКС европейского исследовательского модуля «Колумбус», европейский грузовой корабль является одним из основных вкладом Европы в проект МКС.

Миссии

Жюль Верн

Название первого корабля — «Жюль Верн» — дано в честь первого писателя научной фантастики Жюля Верна.

В июле 2007 года корабль «Жюль Верн» был отправлен во Французскую Гвиану морским путем из Нидерландов, где он проходил тестовые испытания.

Герметизированный отсек корабля, в котором были размещены материалы и оборудование для МКС, был закрыт 12 декабря 2007 года. 14 февраля 2008 года «Жюль Верн» был перевезен в здание сборки, где он был установлен на ракете «Ариана V». 7 марта 2008 года ракета «Ариана V» вместе с кораблем «Жюль Верн» была вывезна из здания сборки на стартовую площадку.

Первый полёт ATV откладывался несколько раз и состоялся 9 марта 2008 года в 4:03 UTC.

Аппарат был запущен с помощью РН Ариана V с космодрома Куру. После выведения на круговую орбиту высотой 260 км грузовик отсоединился от последней ступени ракеты-носителя.

Первые десять дней после старта специалисты тестировали все системы корабля «Жюль Верн». В том числе, проводились эксперименты по контролю высоты корабля, проверка навигационной системы GPS, которая установлена на корабле. Тестировалось аварийное прекращение процесса стыковки и отхода корабля от станции, в случае возникновения опасной ситуации.

В течение 11 и 12 марта ATV поднял свою орбиту до 303 км. 14 марта ATV успешно продемонстрировал манёвр ухода от столкновения, который мог пригодиться в случае проблем во время предстоящего сближения и стыковки с МКС.

19 марта корабль «Жюль Верн» занял позицию на расстоянии 1900 км (1200 миль) впереди МКС. В этой позиции «Жюльл Верн» оставался до окончания операций шаттла «Индевор» STS-123, который в это время был пристыкован к МКС. Шаттл «Индевор» STS-123 был запущен 11 марта и вернулся на Землю 27 марта. «Жюль Верн» должен был ожидать, когда шаттл покинет МКС, так как, в целях безопасности, стыковки со станцией не проводятся, если к ней пристыкован шаттл.

Первое тестовое сближение

27 марта «Жюль Верн» начал приближаться к МКС.

29 марта состоялось первое тестовое сближение корабля «Жюль Верн» с МКС. Во время этого сближения проверялись навигационные системы корабля, чтобы убедиться в полной их надежности и безопасности для МКС.

29 марта в 14 часов 19 минут (время везде по Гринвичу) «Жюль Верн» находился на расстоянии 39 км позади станции. В это время сближение со станцией управлялось с помощью навигационной системы GPS. Компьютер корабля автоматически рассчитывал данные, получаемые от системы навигации, и выдавал команды для продолжения движения корабля к МКС. В 15 часов 57 минут «Жюль Верн» приблизился к станции на расстояние 3,5 км. В этой точке корабль оставался в течение 90 минут. Затем была включена российская система стыковки «Курс». В это же время камера, установленная на МКС начала передавать изображения корабля «Жюль Верн» на Землю. В 17 часов 30 минут из центра управления в Тулузе был передан сигнал о прекращении сближения.

Второе тестовое сближение

«Жюль Верн» приближается к МКС

31 марта состоялось второе тестовое сближение корабля «Жюль Верн» с МКС. В 15 часов 30 минут «Жюль Верн» приблизился к станции на расстояние 250 метров. В это время в работу включилась лазерная система навигации. Луч лазера направляется от корабля на 26 отражателей, которые установлены на модуле «Звезда». Отраженный луч направляется на камеру, которая установлена на «Жюль Верне». По картинке созданной отраженным лучом, компьютер рассчитывает расстояние до станции и ориентацию корабля. На корабле «Жюль Верн» установлена также радарная система навигации, которая является резервной, на тот случай, если откажет лазерная система навигации. В 15 часов 47 минут корабль продолжил движение в направлении станции. На расстоянии 150 метров и 30 метров от станции корабль останавливался на короткое время. В 16 часов 17 минут корабль приблизился к станции на расстояние 19 метров. В 16 часов 38 минут корабль был на расстоянии 11 метров от станции. В этой точке он оставался в течение пяти минут. Юрий Маленченко, который находился на станции, все время контролировал движение корабля «Жюль Верн». В 16 часов 52 минуты Юрий Маленченко передал сигнал о прекращении сближения. Корабль «Жюль Верн» начал отдаляться от станции, и через десять минут был уже на расстоянии 800 метров от станции. После проведения двух тестовых сближений специалисты в центре управления в Тулузе убедились в надежности систем корабля «Жюль Верн» и было принято решение о проведении стыковки 3 апреля.

Стыковка

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.

Когда «Жюль Верн» приблизился к станции на расстояние 3 метра, Юрию Маленченко, который, в случае опасности, был готов в любой момент передать команду о прекращении процесса стыковки, сообщили, что он больше не должен этого делать, так как с такого расстояния не возможен безопасный отход корабля «Жюль Верн» от станции.

Стыковка была осуществлена 3 апреля в 14:45 UTC в полностью в автоматическом режиме.

Первый полет европейского грузовика являлся испытательным, поэтому он доставил на МКС только 5 тонн (10100 фунтов) полезных грузов. На корабле «Жюль Верн» на станцию доставлено более 1100 кг (2500 фунтов) сухих грузов. В том числе: 500 кг (1100 фунтов) продовольствия, 140 кг (300 фунтов) запасных частей для европейского модуля «Колумбус» и для российского сегмента станции, 80 кг (176 фунтов) одежда для экипажа МКС. Кроме того, доставлено 270 кг (600 фунтов) воды, 20 кг (46 фунтов) кислорода, 1000 кг (1900 фунтов) ракетного топлива.

Люк в грузовой корабль «Жюль Верн» был открыт 4 апреля в 10 часов 15 минут. Астронавты установили фильтры для очистки воздуха внутри грузовика. Начиная с субботы (5 апреля) астронавты начали переносить доставленные грузы в станцию.

Корабль не только доставил на станцию кислород, воду и продукты, он также поднимет орбиту МКС с помощью коррекционных двигателей. После выполнения миссии грузовик будет затоплен в Тихом океане.

Полет корабля «Жюль Верн» от старта до стыковки продолжался почти 25 суток. Это было связано с тем, что это был первый полет такого корабля, что потребовало многочисленных проверок систем корабля, а также с проведением двух тестовых сближений. В будущем полет европейских грузовых кораблей от старта до стыковки будет продолжаться около восьми суток.

Проекты

До 2014 года ESA намерено запустить к станции ещё четыре ATV (приблизительно по одному каждые 17 месяцев).

Европейское космическое агентство стало разрабатывать возможные варианты модификаций космического корабля, особенно после решения NASA прекратить использование «шаттлов» к 2010 году.

Проект PARES (англ. PAyload REtrieval System) посвящён разработке баллистической капсулы, которая будет возвращаться на Землю с несколькими килограммами доставляемого груза.

Проект CARV (англ. Cargo Ascent and Return Vehicle) направлен на разработку возвращаемой баллистической капсулы, которая сможет доставить на Землю несколько тонн груза. Данные модификации корабля, возможно, будут готовы к 2010 году.

Предполагается также возможная модификация корабля для трансформации его в пилотируемый аппарат (Crew Transport Vehicle — CTV).

Основные технические характеристики

• Масса при запуске: 19357 кг
• Масса доставляемых грузов: до 7670 кг
• Масса топлива в двигательной установке: до 7000 кг
• Масса грузов, удаляемых с МКС: до 6400 кг

Размеры:

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

Размеры грузовика сопоставимы с размерами лондонского даблдекера. Это самый большой и самый сложный космический корабль созданный в Европе. Корабль разделен на две части: герметизированную, предназначенную для размещения материалов и оборудования и не герметизированную, где расположены сферические ёмкости для воды, газов и ракетного топлива. Внутренний герметизированный объем грузовика составляет 45 м³(1600 кубических футов). В задней части корабля находится сервисный блок, к которому прикреплены панели солнечных батарей. Солнечные батареи раскрываются в виде буквы Х. Размах солнечных батарей — 23 метра (73 фута), мощность — 4 кВт. В сервисном блоке расположены системы управления кораблем.

В кормовой части корабля установлены четыре двигателя. Два из этих четырех двигателей, которые обеспечивают маневренность корабля во время стыковки с МКС, а, одновременно, все четыре двигателя для подъёма орбиты станции.

Европейский грузовик управляется командой из 60 человек из центра, расположенного в Тулузе (Франция).

См. также

• Транспортный корабль «Прогресс»
• Спейс Шаттл
• Японский транспортный корабль H-II Transfer Vehicle

Ссылки

• ЦУП Федерального космического агентства: ATV
• InFuture.ru: «Жюль Верн» привез на орбиту рукописи и припасы
• Station-bound freighter poised for critical practices
• Jules Verne practices close approach to space station
• Europe's new cargo freighter safely docks to space station