Статьи журнала - Космическая техника и технологии
Все статьи: 446
Статья научная
В статье рассматривается технико-экономическое обоснование внедрения аддитивных технологий послойного порошкового селективного лазерного сплавления при производстве сложных нетехнологичных элементов космической техники из титана. Исследование базируется на сравнительном анализе технологии изготовления титанового кронштейна, применяемого в конструкции каркаса из углепластика солнечной батареи космического аппарата. Сравниваются три вида технологии изготовления: две штатные (первичная и оптимизированная) и предложенная технология селективного лазерного сплавления. Для аддитивной технологии деталь топологически оптимизируется в соответствии с нагрузками, определяемыми штатной методикой испытаний, что даёт преимущества по массе изготовленной продукции. Проводится анализ применяемого материала, и моделируется процесс селективного лазерного сплавления для определения короблений и введения поправочных коэффициентов. Сравниваются технико-экономические показатели технологий изготовления продукции штатными (вычитающими) методами и методом селективного лазерного сплавления: стоимость материала, трудоёмкость операций, расходы на оснастку, режущий инструмент и цикл изготовления.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается вопрос разработки технологий подготовки космонавтов к выполнению научных исследований на пилотируемых космических комплексах, предназначенных для полётов за пределы низкой околоземной орбиты. Предложена имитационная модель, которая позволяет оценивать качество подготовки космонавтов с использованием разработанных технологий, что даёт основание выбирать из них те, которые наиболее пригодны для обеспечения пилотируемых миссий. Представлен метод анализа эффективности предлагаемых технологий, реализация которых должна привести, в свою очередь, к повышению результативности пилотируемых космических полётов.
Бесплатно
Статья научная
Технология соединения тонкостенных трубопроводов из алюминиевых сплавов малого диаметра с помощью сварки имеет ряд особенностей. Как показал объемный анализ, это - появление дефектов при сварке в виде трещин, пор и оксидных включений, недопустимых согласно требованиям нормативно -технической документации. В данной статье рассмотрена технология сварки тепловых труб в производстве изделий ракетно-космической техники, а также показано решение научно -технологических задач, возникающих в ходе их создания, таких как: • методы подготовки деталей под сварку и процесс сварки составных элементов конструкции тепловых труб, выполненных из алюминиевых сплавов с использованием средств специального технологического оснащения; • иллюстративный пример применения эффективной творческой сборки труб под сварку с применением охладителя, обеспечивающего дополнительный отвод тепла из зоны свариваемого соединения; • умело подобранный автоматизированный режим сварки неповоротных стыков тонкостенных трубопроводов с использованием современных основных и вспомогательных сварочных материалов и инертного защитного газа, имеющего высокую степень очистки за счет уменьшения содержания в нем примесей и хранения его в баллонах современного конструктивного исполнения; • использование сварочной проволоки, изготовленной по специальным техническим условиям и хранящейся в вакуумных специализированных пакетах из полиэтиленовой пленки; • анализ возможных способов сварки тепловых труб и создание оптимальной технологии их сварки с учетом физико-химических и механических свойств материала и особенностей работы конструкции.
Бесплатно
Технология запуска микроспутников с использованием транспортных грузовых кораблей типа «Прогресс-М»
Статья научная
Малые космические аппараты имеют большое значение для решения научных и прикладных задач в околоземном космическом пространстве. Программа Международной космической станции (МКС) дала возможность реализовать новые способы выведения микроспутников на орбиту, конкурирующие с традиционной их доставкой в космос с помощью ракет-носителей легкого класса. К этим способам относятся запуск вручную микро- и наноспутников российскими членами экипажа МКС во время внекорабельной деятельности, а также выведение их на орбиту в автоматическом режиме с борта Американского сегмента МКС при использовании шлюзовой камеры и манипулятора модуля Kibo, оснащенного специальным пусковым устройством для наноспутников размерности CubeSat. Среди указанных способов особые возможности для выполнения экспериментов представляет запуск микроспутника с использованием в качестве пусковой платформы транспортного грузового корабля «Прогресс-М», являющегося важным элементом системы транспортно-технического обеспечения полета МКС. Запуск обеспечивается на участке автономного полета корабля после завершения выполнения им основной целевой задачи (доставки грузов на станцию). Лишь в этом случае микроспутник может быть выведен на целевую орбиту, имеющую не обязательно такую же высоту, как орбита МКС. Параметры орбиты малого космического аппарата могут быть изменены до заданной величины за счет работы двигательной установки грузового корабля, на борту которого находится микроспутник. Этим способом в 2012 г. на орбиту высотой 500 км был успешно выведен микроспутник «Чибис», разработанный Институтом космических исследований Российской академии наук и предназначенный для дистанционного исследования в широком спектре электромагнитных излучений физических процессов в атмосфере при высотных грозовых разрядах с помощью установленного на нем комплекса научной аппаратуры «Гроза». Успех этой ответственной операции обеспечивался тщательной предполетной подготовкой эксперимента, в ходе которой было решено немало трудоемких расчетных и инженернотехнических задач. Они включали разработку и изготовление транспортно-пускового контейнера микроспутника; цикл наземных испытаний сборки «микроспутник - контейнер»; подготовку микроспутника в контейнере к запуску экипажем Российского сегмента МКС; математическое моделирование; реализацию безопасной баллистической схемы при отделении микроспутника от грузового корабля и др. В статье проанализированы методы решения указанных задач и полученные результаты. Представлена прошедшая верификацию в условиях реального космического полета технология запуска малых космических аппаратов с борта транспортных грузовых кораблей. Описаны разработанные для этого аппаратурные средства.
Бесплатно
Статья научная
Ввиду невозможности задания высокой точности исходных данных при теоретических расчётах масс-центр о в очных и инерционных характеристик (МЦИХ) наноспутников, возникает задача экспериментального определения их фактических значений. По ряду причин устройства, предназначенные для больших аппаратов, не подходят для определения МЦИХ малых аппаратов. В данной работе описывается устройство для измерения координат центра масс и моментов инерции, разработанное в Самарском университете специально для наноспутников формата CubeSat, а также технология экспериментального определения МЦИХ наноспутников формата CubeSat. Точность определения МЦИХ с помощью предлагаемого устройства подтверждена серией экспериментов с эталонами.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены задачи изучения перемещения животных и птиц на Земле с помощью аппаратуры ICARUS (International Cooperation for Animal Research Using Space) на Российском сегменте Международной космической станции (РС МКС). Кратко охарактеризованы основные методы исследования миграций животных, их преимущества и недостатки. Для дистанционного слежения за перемещением животных чаще всего используются системы регистрации сигналов от радиопередатчиков-маяков, заблаговременно закрепленных на этих животных. Проведен анализ типов существующих передатчиков для изучения передвижения животных. Описана технология проведения планируемых экспериментов с научной аппаратурой ICARUS на РС МКС. Охарактеризован общий вид передатчика, закрепляемого на животном, и его технические характеристики. Описан подход к интеграции бортового оборудования системы ICARUS на РС МКС. Даны технические характеристики антенн бортового оборудования ICARUS. Представлена последовательность этапов соединения передатчика, закрепленного на животном, с бортовым оборудованием. Дано описание банка данных Movebank для хранения результатов слежения за животными и основных его функций. Рассмотрены задачи исследований с научной аппаратурой ICARUS, представляющие интерес для космического эксперимента «Ураган», выполняемого на РС МКС. Приведены примеры возможных исследований перемещения и миграций животных перед катастрофическими явлениями, изучения распространения опасных для человека вирусных инфекций, передающихся животными, и снижения риска столкновения птиц с воздушными транспортными средствами.
Бесплатно
Статья научная
Серия космических экспериментов, выполненная на борту Международной космической станции (МКС) и связанная с выращиванием высококачественных кристаллов белков (Protein Crystal Growth - PCG) в условиях микрогравитации, может рассматриваться как один из лучших примеров плодотворного сотрудничества между японскими и российскими учеными и инженерами в космосе, в обеспечении которого принимали участие и другие партнеры по Программе МКС. В статье детально описывается схема реализации эксперимента PCG, оригинальная и надежная технология его проведения, а также даются примеры использования его результатов.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается использование оптического диапазона длин волн в линиях связи между космическими аппаратами. Приводятся его преимущества по сравнению с радиодиапазоном. Показано, что преимущества оптического диапазона в полной мере могут быть реализованы лишь при определенной технологии работы космических оптических линий связи между космическими аппаратами.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются современные технологии изготовления высокоточных оптических деталей, применяемых в оптико-электронных системах космического базирования для проведения научных исследований и дистанционного зондирования Земли. Представлена комплексная технология автоматизированного формообразования (ТЕСАФ) асферических, в т. ч. внеосевых, поверхностей оптических элементов для оптико-электронных систем. В данной работе представлены различные методы формообразования оптических деталей практически с любой величиной асферизации и с различными величинами внеосевого параметра (внеосевая асферика) с достижением точности формы поверхности в пределах λ/60...λ/80 (λ = 0,6328 мкм) по критерию среднеквадратического отклонения. В работе представлены также разработанные внеосевые коллиматоры, предназначенные для формирования эталонного волнового фронта в широком спектральном диапазоне от ультрафиолетового до инфракрасного излучения, в т. ч. - зеркальный коллиматор с адаптивным внеосевым зеркалом, способным изменять формируемый волновой фронт для получения функции отклика исследуемой оптико-электронной системы. Оптические системы, изготовленные по технологии ТЕ САФ, уже успешно применяются в настоящее время.
Бесплатно
Статья научная
Приведено описание схемы и траектории выведения космического аппарата на целевую орбиту ракетой космического назначения «Зенит-3SL» по программе «Морской старт», рассмотрены некоторые аспекты работы системы управления разгонного блока ДМ-SL, приведена оценка точности выведения.
Бесплатно
Трансформируемые крупногабаритные конструкции для перспективных пилотируемых комплексов
Статья научная
С 2012 г. РКК «Энергия» в инициативном порядке в рамках инвестиционного проекта «Создание прототипа трансформируемого обитаемого космического модуля» проводились работы по проектированию трансформируемых модулей, созданию и экспериментальной отработке масштабного макета трансформируемого модуля, фрагментов многослойной трансформируемой гермооболочки. В данной статье отражены основные результаты проведенных работ по проекту, включающих испытания фрагментов многослойной трансформируемой гермооболочки, выбор схемы микрометеороидной защиты и ее экспериментальную отработку, производство и наземную отработку масштабного макета трансформируемого модуля. Описаны перспективы дальнейшей реализации проекта в плане разработки экспериментального трансформируемого модуля среднего типоразмера, а также использования созданной технологии надувных трансформируемых модулей в интересах развития российской пилотируемой космонавтики.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается динамика углового движения космического аппарата на высокоэллиптической орбите. Разработан алгоритм управления угловым движением космического аппарата и разгрузки кинетического момента инерционных исполнительных органов космического аппарата на высокоэллиптической орбите, использующий для этого гравитационный момент. Для построения законов управления ориентацией и разгрузки накопленного кинетического момента космического аппарата применяется метод точного размещения полюсов. Получено численное решение задачи управления ориентацией и разгрузкой кинетического момента космического аппарата на высокоэллиптической орбите по всем трем каналам управления на участке орбиты, свободном от выполнения целевой задачи, в окрестности перигея. Также произведен анализ устойчивости системы линеаризованных дифференциальных уравнений, описывающих динамику поведения космического аппарата на высокоэллиптической орбите.
Бесплатно
Управление параметрами солнечно-синхронных орбит спутников-осветителей
Статья научная
Работа посвящена проблеме освещения заполярных районов российских и зарубежных городов в период полярной ночи с помощью отражателей большой площади, размещенных на орбите Земли. Разработан алгоритм управления параметрами солнечно-синхронных орбит силой светового давления со стороны Солнца, действующей на отражатель. Предложенный метод позволяет удерживать параметры вблизи заданных значений. Ввиду того, что в качестве управляющего воздействия используется сила светового давления, управление орбитой спутника происходит без затрат топлива, являющегося дорогим и ограниченным ресурсом на борту космического аппарата. В результате использование солнечного паруса позволяет увеличить срок эксплуатации спутника. Также сделан вывод, что выбранной площади солнечного паруса не хватает для систематического изменения параметров орбиты, ее достаточно только для коррекции их значений.
Бесплатно
Управление полётом Российского сегмента Международной космической станции
Статья научная
Статья содержит описание основных этапов управления полётом российского сегмента Международной космической станции: планирование полёта, реализация полётных операций, контроль полёта и анализ телеметрической информации. Рассмотрены методы и средства решения задач планирования и реализации полётных операций, отображения и анализа телеметрической информации.
Бесплатно
Упрощенный алгоритм построения вероятностной модели оценки степени рисков инновационных проектов
Статья научная
Представляется перспективный научно-методический аппарат построения вероятностной модели оценки степени рисков и целесообразности выполнения инновационных проектов создания высокотехнологичной продукции на основе теории нечетких множеств, приводятся результаты численного моделирования и алгоритм программной реализации предложенного метода. Предлагается модель оценки степени рисков по одному критерию, которая далее распространена для случаев оценки степени рисков по двум и более критериям. Под инновационными проектами понимаются такие проекты, которые требуют научнотехнического и научно-методического обеспечения их реализации, использования новых видов технологических платформ и материалов, критических технологий, а также имеют большие сроки разработки и риски сроков окупаемости.
Бесплатно
Статья научная
Дистанционное зондирование Земли, в т. ч. мониторинг катастрофических явлений в рамках космического эксперимента «Ураган», на борту Российского сегмента Международной космической станции производится с использованием цифровых зеркальных фотоаппаратов с длиннофокусными объективами и ручных спектрометрических приборов (научная аппаратура «Фотоспектральная система»). Для повышения информативности и качества интерпретации получаемых данных в октябре 2014 г. на борт Российского сегмента Международной космической станции доставлена научная аппаратура «Видеоспектральная система», предназначенная для измерения спектральной плотности энергетической яркости 270 локальных зон подстилающей поверхности с размером сторон около 40 м со спектральным разрешением не хуже 5 нм в диапазоне 400...950 нм. В статье приведены описание, технические характеристики, основные задачи, а также первые полученные измерения научной аппаратуры «Видеоспектральная система».
Бесплатно
Устройство накопления энергии нового периферийного стыковочного механизма
Статья научная
Новый периферийный стыковочный механизм предназначен для стыковки к портам, интерфейс которых совместим с международным стандартом. Отличием стыковочного механизма является накопление, а не демпфирование кинетической энергии сближения космических аппаратов. Кинематической основой стыковочного механизма выбрана платформа Гью-Стюарта. Конструкционная реализация каждого ее поступательного звена далее называется штангой. Она состоит из шариковинтового преобразователя, редуктора и устройства накопления энергии. В состав нового устройства накопления энергии входит спиральный пружинный механизм и управляемая обгонная муфта, которая по соответствующей команде запрещает или разрешает раскрутку вала пружинного механизма. Пружинный механизм реализует заданную нелинейную характеристику жесткости за счет использования в его составе ленты переменной ширины. Управляемая обгонная муфта состоит из храпового механизма, фрикционного (предохранительного) тормоза и двухпозиционного электромагнитного привода, который позволяет управлять переключением режимов муфты кратковременными импульсами, что обеспечивает низкое энергопотребление и возможность реализации заданной циклограммы.
Бесплатно
Статья научная
В последние годы в аналитических обзорах эксперты все чаще обращают внимание на рост дефицита редких и редкоземельных элементов, необходимых для развития передовых технологий в современной промышленности. Для решения этой проблемы в будущем были предложены проекты утилизации вещества астероидов, сближающихся с Землей. Несмотря на сложности захвата, транспортировки и последующей разработки в космосе подобного объекта, такой путь решения задачи казался технологически возможным и рентабельно оправданным. Железо-никелевый астероид размером 10 м в поперечнике мог бы содержать до 75 т редких и редкоземельных металлов, прежде всего металлов платиновой группы, что эквивалентно коммерческой стоимости в ценах 2016 г. примерно $2,8 млрд. В данной работе показано, что утилизация астероидного вещества, поступающего на лунную поверхность, может оказаться технологически более простой и экономически более рентабельной. До настоящего времени считалось, что лунные ударные кратеры не содержат пород образовавших их астероидов, так как при высоких скоростях падения ударники испаряются в процессе столкновения с поверхностью Луны...
Бесплатно
