Стыковка

Стыковка — процесс и способ соединения космических аппаратов (КА) с помощью стыковочного механизма (агрегата стыковки), допускающего в дальнейшем рассоединение (расстыковку) КА и продолжение их полётов по отдельности. При этом осуществляется механическое соединение, достаточно прочное для управления полётом одного аппарата с помощью состыкованного с ним другого. Стыковочный механизм может соединять (и не соединять) электрические схемы и гидравлические системы аппаратов; он может также содержать люк для перехода космонавтов из аппарата в аппарат, иметь возможность для перекачки между стыкующимися аппаратами воды и горючего.

Создание технологии[править | править код]

Проблема стыковки встала перед создателями космических аппаратов вплотную в частности в связи с программой осуществления пилотируемых облётов Луны и высадок на Луну. Первые технически реализуемые предложения по стыковке относятся к 1962 году.

Одной из ступеней к созданию самой технологии стыковки стал Первый групповой полет пилотируемых кораблей который состоялся 12 августа 1962 года с участием корабля «Восток-3» и корабля «Восток-4» выведенным на орбиту спустя сутки^[1]. Максимальное сближение кораблей составило порядка 6,5 км.

Стыковка в частности позволяла осуществить полёт пилотируемых экспедиций на Луну — достигалась существенная экономия массы лунного корабля за счёт того, что на Луну садился и с Луны взлетал не весь корабль, а только специальный максимально облегчённый и неспособный к посадке на Землю лунный посадочный модуль корабля. Лунный посадочный и орбитальный модули корабля использовали стыковку в реализованной американской программе «Аполлон» и в неосуществлённой советской программе Л3. Также готовился к полётам вариант корабля «Союз-Контакт» для отработки системы стыковки «Контакт» модулей 7К-ЛОК и ЛК советского комплекса Л3, но в связи с недоведением программы лунного посадочного модуля Л3 до стадии пилотируемых полётов, необходимость полётов «Союза-Контакта» отпала.

Первое в мире сближение двух пилотируемых кораблей было произведено 15 декабря 1965 года кораблями США «Джемини-7» и «Джемини-6A». Максимальное сближение кораблей составило порядка 30 сантиметров.

Первая в мире стыковка была осуществлена 16 марта 1966 года пилотируемым кораблём США «Джемини-8» с ракетной ступенью «Аджена», запущенной 100 минутами ранее.

В апреле 1967 года должна была состояться первая в мире стыковка двух пилотируемых кораблей корабля «Союз-2А» с кораблем «Союз-1», но в связи с неполадками в полете «Союз-1» запуск второго корабля был отменен.

Первая в мире полностью автоматическая стыковка двух космических аппаратов произведена 30 октября 1967 года беспилотными вариантами кораблей «Союз» «Космос-186» и «Космос-188».

Первая в мире стыковка двух пилотируемых кораблей была осуществлена 16 января 1969 года кораблями «Союз-4» и «Союз-5». Переход экипажа из одного корабля в другой осуществлялся путем выхода в открытый космос.^[2]

Первая в мире стыковка с переходом экипажа через стыковочный узел была осуществлена в марте 1969 года во время полета «Аполлон-9».

Первая в мире стыковка за пределами земной орбиты была осуществлена в мае 1969 года во время полета «Аполлон-10» на лунной орбите.

Первая в мире стыковка двух пилотируемых кораблей при высадке на Луну была осуществлена в июле 1969 года во время полета «Аполлон-11».

Первая в мире стыковка пилотируемого корабля с космической станцией и переходом экипажа была осуществлена 7 июня 1971 года кораблем «Союз-11» со станцией «Салют-1».

Первая в мире стыковка двух пилотируемых кораблей разных государств была осуществлена в июле 1975 года кораблем США «Аполлон» с кораблем СССР «Союзом-19» в рамках проекта «Союз — Аполлон».

Стыковки очень широко использовались в лунной программе «Аполлон», для создания и снабжения орбитальных станций, как в СССР/России («Салют-ДОС», «Алмаз-ОПС», «Мир»), так и в США («Скайлэб», полеты к станции «Мир»), Китая («Тяньгун-1», «Тяньгун-2») а в настоящее время — Международной космической станции и китайской многомодульной станции «Тяньгун».

Процесс[править | править код]

Процессу стыковки предшествует дальнее сближение, затем ближнее, затем с причаливания начинается собственно стыковка. Специальные выступающие элементы стыковочных агрегатов входят в механическое зацепление, после чего начинается стягивание объектов, по окончании которого происходит сцепка замков. В этот момент электро- и гидроразъёмы уже соединены. Далее проверяется герметичность стыка, после чего можно открыть люки и переходить из объекта в объект.

При стыковке объектов большой массы (более массы транспортного корабля класса «Союз» или «Прогресс», близкой к 7 тоннам) стык дополнительно усиливается изнутри съёмными стяжками.

Если получившийся составной объект будет находиться в состыкованном состоянии достаточно долго, то возможен частичный демонтаж стыковочных механизмов и замена их на компактные плоские люки.

Стыковочный агрегат[править | править код]

Стыковочные агрегаты делятся на два больших класса — активно-пассивные и универсальные.

Активно-пассивные стыковочные агрегаты (чаще всего типа «штырь-конус») различаются по конструкции и устройству на двух стыкующихся космических аппаратах. При этом активный корабль не может состыковаться с другим активным, а пассивный — с другим пассивным^[3][4][5]. Примером является российская Система стыковки и внутреннего перехода.

Универсальные стыковочные агрегаты (обычно андрогинно-периферийные) этого недостатка лишены.

Однако, существующие системы с универсальными стыковочными агрегатами (например, АПАС-75, созданный по программе «Союз — Аполлон», и АПАС-89, предполагавшийся для «Бурана», АПАС-95, использовавшийся на станции «Мир», а также использовавшийся на МКС для челноков Шаттл и модулей) уступают по массогабаритным параметрам и требованиям к точности наведения КА более распространённым штырь-конусным системам.

Впервые активно-пассивные стыковочные агрегаты появились на американских КА «Джемини», и предназначались для стыковки с ракетной ступенью «Аджена» с целью отработки процессов сближения и стыковки в рамках программы подготовки к программе «Аполлон».

Ранние активно-пассивные стыковочные агрегаты, установленные на кораблях «Джемини» и кораблях «Союз» с номерами 1, 2 (беспилотный корабль), 3, 4, 5, 7, 8, не имели люка для внутреннего перехода, и космонавтам приходилось выходить в открытый космос в скафандрах. Такая же схема была предусмотрена и в лунном орбитальном 7К-ЛОК и лунном посадочном ЛК модулях корабля-комплекса Л3 советской лунной экспедиции ради экономии массы стыковочного агрегата.

В американской лунной программе «Аполлон» лунные орбитальный и посадочный корабельные модули использовали усовершенствованный стыковочный узел с внутренним переходом.

В СССР стыковочные агрегаты начали разрабатываться по программе 7К-9К-11К, целью которой был пилотируемый облёт Луны без использования тяжёлой ракеты-носителя. Несмотря на то, что программа была отменена, космический корабль «Союз», выросший из проекта 7К, был оснащён активно-пассивным стыковочным агрегатом и системой поиска, сближения и стыковки «Игла», позволившей осуществить первую автоматическую стыковку беспилотных аппаратов. Далее стыковочные агрегаты гражданских («Салют-ДОС», «Мир») и военных («Алмаз-ОПС») орбитальных станций и пилотируемых («Союз») и грузовых («Прогресс» и ТКС) кораблей и модулей к ним были унифицированными и использовали внутренний переход.

Китай освоил технологию андрогинно-периферийной стыковки (автоматической и ручной) для реализации программы национальных космических станций «Тяньгун», посещаемых пилотируемыми кораблями «Шэньчжоу» и грузовыми «Тяньчжоу» с 2012 года.^[6]

Список стыковочных систем[править | править код]

• Андрогинно-периферийный агрегат стыковки: АПАС-75, АПАС-89, АПАС-95. На российских модулях МКС используют систему «штырь-конус» — стыковочные агрегаты системы стыковки и внутреннего перехода (ССВП) для стыковки кораблей «Союз» и «Прогресс» и гибридные стыковочные агрегаты ССВП-М для стыковки модулей, причем ССВП-М имеет стыковочный шпангоут такой же, как у АПАС-95.
• В октябре 2010 года согласован Международный стандарт стыковочной системы (англ. International Docking System Standard, сокр. IDSS)^[7][8], в котором используются основные элементы АПАС-95 и LIDS, но они несовместимы.
• Система стыковки НАСА разработана по этому стандарту, другое её название это Стыковочная система слабого столкновения (англ. Low Impact Docking System, сокр. LIDS), разработанная НАСА, которую предполагалось использовать в проекте «Созвездие». Несмотря на то, что эта система является уменьшенной, облегчённой и упрощённой версией АПАС, они несовместимы. Для сопряжения узлов системы АПАС-95 с Системой стыковки НАСА разработан Международный стыковочный адаптер (англ. International Docking Adapter, сокр. IDA).
• Также для стыковки на МКС используется Единый механизм пристыковки англ. Common Berthing Mechanism или CBM — эта система использовалась и используется на космических кораблях H-II Transfer Vehicle, Dragon, Cygnus.
• В 2021 году на РС МКС появился стыковочный агрегат АСП-К (на модуле МЛМ и на модуле УМ). Этот агрегат позволяет выполнять стыковку с космическими кораблями с разными по размеру системами ССВП и гибридными ССВП-М за счёт специальной промежуточной технологической проставки^{[источник не указан 637 дней]}.
• Китай использует Китайскую систему стыковки, основанную на советской АПАС.

См. также[править | править код]

• Стыковка и швартовка космического корабля
• Универсальный стыковочный модуль
• Узловой модуль «Причал»
• Стыковочно-грузовой модуль «Рассвет»
• Стыковочный модуль орбитальной станции «Мир»
• Андрогинно-периферийный агрегат стыковки
• Система стыковки НАСА
• Единый механизм пристыковки
• Международный стандарт стыковочной системы
• Система стыковки и внутреннего перехода
• Герметичный стыковочный переходник
• Международный стыковочный адаптер

Примечания[править | править код]

Ссылки[править | править код]

• СТЫКОВКИ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ, ДРАМЫ НА ОРБИТЕ И НА ЗЕМЛЕ // Гапонов В. А., Железняков А. Б. Станция «Мир»: от триумфа до…
• Первая в мире полностью автоматическая стыковка двух космических аппаратов
• Стыковка — Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.
• Lunar Orbit Rendezvous and the Apollo Program  (неопр.). NASA. Дата обращения: 16 декабря 2013. Архивировано 9 июля 2013 года.
• PEARSON, DON J. SHUTTLE RENDEZVOUS AND PROXIMITY OPERATIONS  (неопр.) (1989). Дата обращения: 16 декабря 2013. Архивировано 9 июля 2013 года.
• Сыромятников В. Стыковка — это всегда событие // Наука и жизнь : журнал. — 1988. — № 1. — С. 44-49.

В статье есть список источников, но не хватает сносок. Без сносок сложно определить, из какого источника взято каждое отдельное утверждение. Вы можете улучшить статью, проставив сноски на источники, подтверждающие информацию. Сведения без сносок могут быть удалены. (16 декабря 2013)