Механика космического полета в элементарном изложении - Левантовский В.И.
Скачать (прямая ссылка):
МТКК.
1J Стоимость бака составляет 1,8 млн. долл., в то время как стоимость одного рейса орбитального самолета будет равна 10,5 млн. долл. § 5 МЕЖОРБИТАЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТНЫЙ АППАРАТ
185
Более смелые проекты предусматривают создание одноступенчатого орбитального самолета, возможно, дозаправляющегося ввоз-духе или стартующего горизонтально с использованием разгонной тележки. Все это требует дальнейшего совершенствования ракетного двигателестроения. К сожалению, использование воздушно-реактивных двигателей сопряжено с опасностью для окружающей среды, да и других трудностей более чем достаточно.
§ 5. Межорбитальный транспортный аппарат
Конструкция МТКК очень сильно бы усложнилась, если бы он проектировался с расчетом на достижение больших высот, скажем высоты стационарной орбиты. Для «Шатла» предельная высота состав пяет 1100—Н00 км, причем с существенно уменьшенной полезной нагрузкой. Для обслуживания больших высот естественно занять основную часть грузового отсека ракетным аппаратом с присоединенной к нему полезной нагрузкой. Это и есть межорбитальный транспортный аппарат (MTA), или космический буксир.
Из открывшегося грузового отсека «Шатла» MTA вынимается манипулятором, после чего корабль отходит на 1 км. MTA может стабилизироваться по трем осям или вращением. В первом случае американские специалисты рассчитывают придать ему нужную ориентацию под контролем с Земли, во втором он раскручивается еще в грузовом отсеке, перед чем «Шатл» сам ориентируется необходимым образом.
Траектории MTА. для выведения спутника на ту или иную орбиту или встречи со спутником не отличаются от оптимальных траекторий §§ 2,6 гл. 5. Но если мы хотим, чтобы MTA мог повторно использоваться, он должен вернуться на базовую орбиту, чтобы там заправиться топливом для нового полета. Траектория возвращения должна быть симметрична траектории полета туда, т. е , например, при возвращении со стационарной орбиты она представляет собой'пунктирную полуэллиптическую траекторию 2 на рис. 35 в § 2 гл. 5. Второй тормозной "импульс должен сообщаться в момент достижения базовой орбиты 1 (рис. 35). Суммарная характеристическая скорость всей операции, которой суждено, очевидно, стать стандартной, равна удвоенной скорости перехода с орбиты 1 на стационарную орбиту Я (рис. 35), а именно 8,5 км?с, если базовая ообита имеет высоту 200"км и наклонение 28,5°. Это вовсе немало. Поэтому применение в MTA (вдали от земной поверхности) твердо-Фазных ЯРД со скоростью истечения 8ч-10 км/с делается очень желательным Ї2 401.
Размолы собираемых на орбите MTA в будущем смогут превысить оазмепы ообчтальных самолетов. Весьма перспективно применение на MTA электрических двигателей и солнечного паруса (вспомним §§ 8, 10 гл. 5). Первый эксперимент по разворачиванию солнечного 186
ГЛ. 7. ПИЛОТИРУЕМЫЕ ОРБИТАЛЬНЫЙ ОБЪЕКТЫ
паруса американскими космонавтами на борту «Шатла» намечался на 1980 г. Некоторые MTA будут предназначены для сообщения полезным нагрузкам скоростей, превышающих вторую космическую [2.41]. Конечно, MTA при этом будут покидать сферу действия Земли. Но если MTA сообщит только часть необходимого приращения скорости, разогнавшись до несколько меньшей, чем вторая космическая, скорости (предоставив сделать остальное бортовому двигателю межпланетной станции), то, залетев за орбиту Луны (хотя бы по траектории 4 на рис. 17 в § 5 гл. 2), он сможет вернуться на базовую орбиту, затратив в общей сложности характеристическую скорость 6 км'с.
Первый американский многоразовый непилотируемый МТА, вероятно вступит в строй не ранее конца 1983 г. До этого в США
будут использоваться в качестве одноразовых MTA верхние ступени существующих ракет-носителей «Центавр», «Ац-жена», «Бёрнер-2», «Трансіейдж» или созданный на основе одной из них временный многоразовый МТА. В многочисленных проектах последнего времени фигурируют космические буксиры, Рис. 65 ПроектАпилотируемого разрабатываемые фирмой «Боинг» в нескольких модификациях (различное число ступеней), использующих РДТТ. Позже будет создан пилотируемый MTA Американский проект такого MTA с экипажем из 4 человек показан на рис. 65.
§ 6. Эксплуатация многоразовых транспортных аппаратов
Одна из главных задач МТКК и MTA — обслуживание автоматических спутников. Американское ведомство NASA надеется, что при каждом полете «Шатла» его грузовой отсек будет использован до отказа. Например, в нем может помещаться новый спутник и специальные модули для замены в другом спутнике неисправных. Ремонт происходит так. «Шатл» останавливается на расстоянии 9 м от спутника и стабилизируется относительно него с помощью системы ориентации: затем управляемый из кабины манипулятор захватывает спутник и пристыковывает его к находящемуся в грузовом отсеке механизму автоматической замены модулей, а после ремонта отпускает его Операция требует стандартизации конструкций и оборудования спутников.
Во многих случаях ремонт будет производиться на Земле, куда спутник будет доставляться с орбиты орбитальным самолетом. Ожидается, например, что спутник «Космический телескоп» (см. § 2 гл. 7) будет в течение 15 лет службы дважды возвращен на Землю и трижды обслужен космонавтами «Шатла» на орбите. § 6. ЭКСПЛУАТАЦИЯ МНОГОРАЗОВЫХ АППАРАТОВ
