Инновационные технологии в аэрокосмической деятельности. Рубрика в журнале - Космическая техника и технологии
Антипробкотронная магнитная ловушка для заряженных пылевых частиц в космических экспериментах
Статья научная
В работе обсуждается возможность применения статических магнитных ловушек для формирования и удержания структур заряженных пылевых частиц для исследования сильно взаимодействующих кулоновских систем как альтернативы электростатическим ловушкам для пылевых структур в газоразрядной плазме. Показаны определенные преимущества удержания структур в магнитных ловушках перед электростатическими. Проведен обзор работ, выполненных в этом направлении вначале в лабораторных условиях, а затем и в условиях микрогравитации с обоснованием проведения экспериментов на борту Международной космической станции. Рассказано о подготовке нового космического эксперимента «Кулон-магнит», об отличии новой аппаратуры от ранее использовавшейся. Сформулированы основные задачи нового эксперимента, заключающиеся в исследовании динамики и структуры активных монодисперсных и полидисперсных макрочастиц в неоднородном магнитном поле в условиях микрогравитации, в т. ч. фазовых переходов и эволюции таких систем при кинетическом разогреве пылевых макрочастиц лазерным излучением.
Бесплатно
Государственному ракетному центру имени академика В.П. Макеева 70 лет
Статья научная
Статья знакомит с историей и основными разработками за 70-летний период деятельности АО «ГРЦ Макеева» - головного разработчика ракетных комплексов стратегического назначения. В ГРЦ спроектированы и сданы на вооружение ВМФ три поколения ракетных комплексов, восемь базовых баллистических ракет подводных лодок и шестнадцать их модернизированных вариантов, которые составляли и составляют основу морских стратегических ядерных сил СССР и России. Предприятие обладает развитой промышленной и лабораторно-экспериментальной базой, позволяющей проводить полномасштабные испытания образцов ракетно-космической техники, вплоть до имитации полета в условиях вакуума и невесомости, а также испытания на все виды эксплуатационных воздействий. Представлены реализованные и перспективные проекты ГРЦ по российским и международным ракетно-космическим программам.
Бесплатно
Статья научная
Полеты орбитальных станций первого поколения показали, что для обеспечения их длительного эффективного функционирования на орбите необходима регулярная доставка топлива для двигательной установки, расходуемых материалов и пищи для поддержания жизнедеятельности экипажа, запасных частей для служебных бортовых систем, нового целевого оборудования и т. д. Для решения этих задач в 1973 г. РКК «Энергия» начала разработку нового транспортного грузового корабля (ТГК) на базе уже испытанного пилотируемого корабля «Союз», и к концу 1977 г. был готов первый летный образец. Запуск корабля «Прогресс-1» состоялся сорок лет назад - 20 января 1978 г., а 22 января 1978 г. была выполнена автоматическая стыковка ТГК к орбитальной станции «Салют-6», положившая начало многолетней успешной эксплуатации первого в мире грузового корабля. К настоящему моменту все штатно выведенные на орбиту корабли «Прогресс» были состыкованы с орбитальными станциями, выполнив программу доставки грузов. Успешной эксплуатации ТГК «Прогресс» способствовали разработанные методы управления их полетами, которые позволили надежно решать задачи выполнения транспортных операций даже при возникновении нештатных ситуаций...
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты анализа электрофизических измерений, выполненных в космическом эксперименте «Импульс (1 этап)» на служебном модуле РС МКС. В эксперименте исследовались эффекты взаимодействия заряженной компоненты ионосферы с поверхностью крупногабаритного космического аппарата (МКС). Анализируются данные измерений квазипостоянного электрического поля и токов натекания, зарегистрированные датчиками вибрационного типа и плоскими зондами приборов комплекса контроля электрофизических параметров, разработанного НПО ИТ. На служебном модуле было установлено два комплекта датчиков с направлением углов «зрения» в надир (к Земле) и в «спутный след» (против вектора скорости МКС). Анализировались общие закономерности измерений в зависимости от солнечно -теневой обстановки на орбите МКС и текущей геофизической динамики ионосферы. Данные измерений токов натекания и квазипостоянных электрических полей были получены в более чем 170 телеметрических сеансах общей продолжительностью более 11000 ч с дискретностью 1 с и привязкой времени UT к каждой точке опроса. Данные измерений, а также геофизические и орбитальные данные, были собраны в электронный альбом. Показано, что представленные измерения коррелируют с временем пересечения МКС границ известных геофизических структур: полуденного и полуночного меридианов, Главного ионосферного провала, Границ диффузных вторжений, Экваториальной геомагнитной аномалии. Авторы приходят к выводу, что, несмотря на специфику МКС (сверхбольшие размеры станции, сложнейшая пространственная конфигурация, непрерывное функционирование бортового комплекса систем обеспечения и комплекса научных приборов), подобные измерения вполне пригодны для мониторинговых исследований некоторых особенностей ионосферы на уровне слоя F2 с временным масштабом от 1 с до нескольких часов и могут быть использованы для более детального изучения геофизических структур и связанных с ними эффектов в ионосфере. Также полученные результаты могут быть использованы для анализа возмущений электромагнитной обстановки вблизи поверхности РС МКС при контроле потенциалов и токов натекания на поверхность МКС.
Бесплатно
Статья научная
Представлены программа и результаты физических исследований в международном (пять стран) космическом эксперименте «Обстановка (1 этап)», проведённом на борту Российского сегмента Международной космической станции (МКС) в период с 27.02.2013 по 09.05.2015 г. Описаны методика эксперимента, основанного на использовании метода комбинированной волновой диагностики, научные задачи и состав плазменно-волнового комплекса, предназначенного для долгосрочных мониторинговых измерений электромагнитных параметров ионосферной плазмы и изучения плазменно-волновых процессов, связанных с проявлением в ионосфере солнечно-магнитосферно-ионосферных и ионосферно-атмосферных связей, т. е. параметров космической погоды. Исследования в приповерхностной зоне плазменно-волновых процессов взаимодействия сверхбольшого космического аппарата, каким является МКС, с ионосферой необходимы как для прикладных, так и для фундаментальных геофизических исследований. Электрические и магнитные поля и токи, регистрируемые у поверхности МКС, определяются параметрами окружающей ионосферной плазмы и характером взаимодействия материалов, находящихся на поверхности, с этой средой.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты проектно-исследовательских работ по определению технического облика и основных характеристик транспортно-энергетической системы на основе солнечного межорбитального электроракетного буксира. Анализируются преимущества использования солнечных межорбитальных буксиров при создании эффективных космических транспортных систем. Рассмотрены проектный облик солнечного буксира мощностью 400 кВт (СМБ-400) и параметры транспортной системы на его основе. Рассмотрены возможные варианты элементов энергодвигательного комплекса (солнечные и аккумуляторные батареи, электроракетные двигатели). Приведены результаты расчетов параметров транспортной системы для обеспечения грузопотока на геостационарную и окололунную орбиты. Показана привлекательность использования солнечных межорбитальных буксиров для решения коммерческих задач и освоения ближнего космического пространства в интересах перспективных пилотируемых программ.
Бесплатно
Космический порт для доставки экипажа на поверхность Луны
Статья научная
Успех программы «Международная космическая станция» вдохновил его партнеров совместно рассмотреть возможные шаги в освоении космоса за пределами низкой околоземной орбиты. При этом приоритеты национальных программ партнеров (Луна, Марс, астероиды) оказались различными. Понимание преимуществ продвижения в дальний космос объединенной командой привело всех партнеров к выводу о целесообразности создания окололунной посещаемой (пересадочной) платформы, которая станет Космическим портом и будет способствовать реализации национальных программ. В настоящее время широко обсуждается концепция Космического порта, расположенного на окололунной вертикальной гало-орбите. Космический порт рассматривается как транспортный узел для поддержки программ освоения дальнего космоса: миссий к Луне, астероидам, Марсу, другим естественным и искусственным объектам за пределами околоземного пространства. В статье сравниваются схемы доставки экипажа на поверхность Луны с использованием лунного взлетно-посадочного комплекса, базирующегося и обслуживаемого в составе Космического порта. Использование Космического порта значительно снижает временные ограничения при проведении транспортных операций и обеспечивает условия для многоразового использования лунного корабля.
Бесплатно
Международное сотрудничество в сфере пилотируемых полетов. Часть 1. Исторический обзор
Статья научная
Рассмотрены история, особенности и основные результаты международного сотрудничества в сфере пилотируемых космических полетов, включая проект «Аполлон-Союз», орбитальные станции «Салют» и «Мир», и роль в этом процессе РКК «Энергия». Подчеркивается, что в программе «Аполлон-Союз» были выработаны основные положения международного сотрудничества, которые сохранились в течение более чем сорока лет. Многому научились при полетах на космических кораблях «Союз» интернациональных экипажей на советские орбитальные станции «Салют-6» и «Салют-7». На основе двусторонних соглашений наиболее крупные совместные программы выполнялись с Индией, Францией, США и Германией. Приведены результаты беспрецедентной международной программы работ и исследований на российском пилотируемом орбитальном комплексе «Мир» в течение 15-летнего полета станции и использования этого опыта при разработке Международной космической станции. Описаны результаты и опыт сотрудничества с США по программам «Мир-Shuttle» и «Мир-NASA» в тяжелые для России 90-е годы прошлого столетия. Ключевые слова: пилотируемая космонавтика, пилотируемые корабли, орбитальные станции, международное сотрудничество, научные эксперименты, «Аполлон-Союз», «Салют-6», «Салют-7», «Мир», «Мир-Shuttle», «Мир-NASA».
Бесплатно
Статья научная
Обсуждаются вопросы международного сотрудничества при создании и эксплуатации Российского сегмента Международной космической станции (РС МКС). Рассматриваются история проекта и структура совместных органов управления. Рассказывается о решении международно-правовых вопросов, включая проблемы собственности и распределения ресурсов в контексте сложностей финансирования отечественной пилотируемой программы в 1990-е и начале 2000-х гг. Описан ход выполнения программы, отмечается, что Россией выполняются все принятые на себя международные обязательства. Подчеркивается роль РКК «Энергия» в обеспечении доставки экипажей и грузов на МКС после прекращения полетов транспортных кораблей США - Space Shuttle. Показаны результаты сотрудничества и примеры взаимовыручки партнеров, трудности формирования сегментов и договоренности о продлении функционирования МКС. Дан краткий анализ научных программ, выполненных совместно с зарубежными коллегами.
Бесплатно
Статья научная
Научная аппаратура «Плазменный кристалл-4» («ПК-4») предназначена для исследования комплексной (пылевой) плазмы в условиях микрогравитации на Международной космической станции и является совместным проектом Европейского космического агентства и Роскосмоса. Научная аппаратура «ПК-4» интегрирована в стойку «Европейских физиологических модулей» в европейском лабораторном модуле Columbus. Управление экспериментом - автоматизированное, программно-интерактивное или ручное (с бортового ноутбука или с удаленного терминала в наземном центре управления). В научной аппаратуре «ПК-4» для создания плазмы используется разряд постоянного тока низкого давления в инертных газах в стеклянной трубке. Для получения комплексной плазмы в разряд инжектируются микрочастицы заданного размера. Две цифровые видеокамеры позволяют наблюдать за индивидуальными микрочастицами внутри трубки в фазовом пространстве, что делает комплексную плазму хорошим модельным объектом для изучения классических явлений в конденсированных средах на кинетическом уровне. Для контроля за состоянием плазмы используется интегрированный спектрометр и еще одна видеокамера, позволяющая регистрировать собственное излучение плазмы на разных длинах волн. Для исследования свойств комплексной плазмы на нее воздействуют различными способами: электрическими, оптическими, термофоретическими.
Бесплатно
Научно-технические проблемы реализации проекта "Пилотируемые космические системы и комплексы"
Статья научная
В настоящей, в значительной части обзорной, статье представлены результаты анализа современного состояния и перспектив развития отечественной пилотируемой космонавтики с точки зрения РКК «Энергия» как головной организации России в этой области науки и техники. Рассмотрены вопросы завершения развертывания Российского сегмента МКС вводом в ее состав трех разрабатываемых в РКК «Энергия» новых модулей (многоцелевого лабораторного - в 2020 г.; узлового - в 2021 г.; научно-энергетического - в 2022 г.) и создания модернизированной серии ТГК «Прогресс МС». Описываются сокращенные схемы сближения пилотируемых и грузовых кораблей с МКС. Обсуждаются вопросы повышения эффективности использования Российского сегмента МКС, проблемные вопросы коммерциализации и планы расширения научно-прикладных исследований. Рассмотрена целесообразность создания после завершения программы МКС Российской орбитальной станции. В качестве стратегической перспективы развития отечественной пилотируемой космонавтики сформулированы предложения по национальной программе исследования и освоения Луны. Приведены разработанные РКК «Энергия» предложения по созданию многофункционального комплекса поиска и спасения космонавтов при запусках пилотируемых кораблей с космодрома «Восточный». Обсуждаются результаты и проблемы создания научно-технического и технологического заделов для разработки перспективных пилотируемых космических комплексов, включая внедрение цифровых технологий, создание новых приборов, использование композиционных материалов, аддитивных и робототехнических технологий.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены возможные варианты решения задач, характерных для лунной программы, с помощью устройств с элементами технологии высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП). Предварительно рассмотрены как общее состояние работ по ВТСП-технологиям, так и виды ВТСП-изделий и их основные характеристики. По зарубежным информационным материалам описаны возможные варианты использования ВТСП-узлов для решения задач на лунной поверхности. Показано, что условия на лунной поверхности являются более привлекательными для функционирования ВТСП-устройств, чем на поверхности Земли. Объединение ВТСП и лунных технологий связано со стремлением уменьшить массу и габариты и увеличить ресурс оборудования для работы на Луне. Основное внимание в статье уделено устройствам с объемными ВТСП и, прежде всего, учитывая возможное широкое применение на лунной поверхности, - магнитным ВТСП-опорам, в т. ч. для кинетического накопителя энергии, телескопа. Приводится перечень устройств с ВТСП-узлами, которые могут быть эффективно использованы для оптимального решения многих актуальных задач, и описаны их особенности.
Бесплатно
Обзор проектов пилотируемых полетов к Марсу
Статья обзорная
Рассмотрена история некоторых проектов пилотируемых полетов к Марсу в США и нашей стране, описаны особенности конструкции межпланетных кораблей и проведена реконструкция их внешнего облика. Представлены сегодняшние концепции, проекты, планы, перспективы исследования и освоения Марса. Предложены стратегия и задачи первых пилотируемых экспедиций на Марс, возможный облик и характеристики многоразового межпланетного экспедиционного комплекса (включая межпланетный орбитальный корабль, энергодвигательный комплекс, взлетно-посадочный комплекс, корабль доставки и возвращения экипажа), способного выполнять задачи по пилотируемым исследованиям межпланетного пространства от Венеры до Марса, включая Луну, спутники Марса и астероиды, с учетом современных требований по обеспечению безопасности и относительно низкой стоимости межпланетного комплекса. Предложен к рассмотрению вариант многоразового межпланетного комплекса с использованием жидкостной ракетной двигательной установки и аэрозахвата в атмосферах планет.
Бесплатно
Оптическая система прибора для измерения солнечного терагерцового излучения
Статья научная
В работе кратко описаны цели и задачи планируемого космического эксперимента «Солнце-Терагерц» на борту Российского сегмента МКС. В частности, эксперимент направлен на изучение излучения Солнца в неисследованном терагерцовом диапазоне на частотах ~1012-1013 Гц (300-30 мкм), получение новых данных о терагерцовом излучении Солнца, солнечных активных областей и солнечных вспышек. Эти данные необходимы для выяснения физической природы солнечной активности, определения физического механизма ускорения заряженных частиц на Солнце во время солнечных вспышек и на других астрофизических объектах. Приведены конструкционные особенности этой научной аппаратуры. Представлены результаты расчётов параметров телескопа для регистрации терагерцового излучения Солнца и описан ряд отладочных экспериментов в видимом оптическом диапазоне. Получено хорошее согласование расчётов с экспериментальными результатами. Определены оптимальные параметры оптической системы научной аппаратуры «Солнце-Терагерц».
Бесплатно
Подготовка космического эксперимента "Кулон-плазма"
Статья научная
Исследования пылевой плазмы активно проводятся уже около четверти века во многих лабораториях на Земле, а также в условиях микрогравитации на борту Международной космической станции. В настоящее время идет подготовка к новому эксперименту. В работе описаны цели и задачи эксперимента, его особенности и отличие от предыдущих экспериментов, объясняется необходимость его проведения в условиях микрогравитации. Задачей эксперимента является изучение эволюции открытых диссипативных систем сильно взаимодействующих макрочастиц в газоразрядной плазме, получение данных о фазовых переходах и динамике активных броуновских частиц, динамике дефектов и дислокаций в структурах плазменно-пылевых систем.
Бесплатно
Построение оптической лунной навигационной системы на базе космических аппаратов АО "НПО Лавочкина"
Статья научная
Рассматривается задача создания оптической системы глобального позиционирования на Луне метровой точности, предназначенной для обслуживания ограниченного числа абонентов. Показано, что оптимальным решением задачи будет непрерывный контроль положений световых лазерных маяков на поверхности Луны с борта искусственного спутника Луны, оснащенного бортовой телекамерой, а также - с борта космического аппарата, помещенного в точки Лагранжа (L1 и L2) системы Земля - Луна. Показана возможность реализации глобальной оптической лунной навигационной связной системы на базе космических систем создаваемых в АО «НПО Лавочкина» космических проектов: обсерватории «Спектр-УФ», лунных аппаратов «Луна-25» и «Луна-26». Использование данных космических систем позволит перевести создание навигационной связной системы, как части будущей инженерной инфраструктуры освоения Луны, в реальную плоскость.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются практические результаты внедрения интерактивной мультиагентной системы построения программы полета, грузопотока и расчета ресурсов Российского сегмента Международной космической станции (МАС «Программа полета и грузопоток»). Описываются основные этапы создания проекта от технического задания до промышленной эксплуатации системы. Дается краткое описание программных модулей системы, каждый из которых обеспечивает формирование и контроль реализации планов по одной из областей обслуживания станции. Описываются результаты внедрения системы: новые функциональные возможности, повышение гибкости и оперативности в принятии решений, увеличение эффективности использования ресурсов Международной космической станции, интеграция с уже существующими информационными системами РКК «Энергия». Дается оценка эффективности применения разработанной системы, и намечаются перспективы ее развития.
Бесплатно
Статья научная
Представлен первый в ракетно-космической отрасли опыт организации цикла проектно-ориентированной подготовки команды иностранных специалистов по направлению создания автоматических космических аппаратов в ходе международного коммерческого контракта. Предложена методика обучения специалистов в виде стажировки на предприятии в процессе изготовления космической техники. Определены основные требования к организации стажировки, даны практические рекомендации по их выполнению. Рассмотрены основные этапы и результаты подготовки. Представлен вариант организации и проведения практической подготовки с оценкой результатов, достигнутых стажерами. Описана схема и предложен порядок участия стажеров в рассмотрении этапов контракта. Представлены преимущества как для Заказчика, так и для предприятия-разработчика новой техники от проведения практической подготовки стажеров в ходе проектирования, конструирования, экспериментальной отработки, сборки и испытаний автоматического космического аппарата.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрено состояние программ по разработке мощных жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) АО «НПО Энергомаш». НПО Энергомаш ведет свою историю с мая 1929 г., когда под руководством В.П. Глушко было создано подразделение в структуре Газодинамической лаборатории в Ленинграде по разработке ракетных двигателей и ракет. Академик В.П. Глушко многие годы был руководителем этого предприятия, он является основоположником отечественного жидкостного ракетного двигателестроения, выдающимся ученым и конструктором, одним из пионеров ракетно-космической техники, генеральным конструктором системы «Энергия-Буран». Именно для сверхтяжелой ракеты-носителя «Энергия» были разработаны самые мощные в мире ЖРД РД-170, которые стали основой для создания в НПО Энергомаш большого семейства кислородно-керосиновых ЖРД. Представлены краткие результаты выполнения программ разработки и последующей эксплуатации семейства кислородно-керосиновых ЖРД с дожиганием окислительного генераторного газа, созданного на базе ЖРД РД-170/171, разработанных для ракет-носителей «Энергия» и «Зенит». Приведены основные характеристики двигателей РД-170/171, РД-180, РД-191 и РД-181. Рассказано о поставленных задачах по разработке двигателя РД-171МВ для РН «Союз-5» и перспективах дальнейшей эксплуатации и модернизации семейства кислородно-керосиновых ЖРД АО «НПО Энергомаш».
Бесплатно
Сочетая традиции и новаторский подход
Статья научная
В статье представлен обзор основной деятельности АО «НПО Лавочкина», начиная с 1930-х гг. по настоящее время, а также описание перспективных проектов. Приведены разноплановые программы разработки и производства космических комплексов для научных исследований объектов дальнего и ближнего космоса. К 75-летней годовщине образования РКК «Энергия» рассматриваются точки взаимодействия между старейшими космическими предприятиями. Освещается вопрос передачи лунной и планетной тематики ОКБ-1 коллективу Машиностроительного завода имени С.А. Лавочкина и назначения на должность главного конструктора Георгия Николаевича Бабакина. Кратко анализируются задачи, решаемые космическими аппаратами, и пути их реализации. Изложены ближайшие перспективы отечественной и международных космических программ.
Бесплатно
