الحياة المخصصة للعلم - ب.ن.بتروف - التحكم في المركبة الفضائية القمرية. مركبة فضائية

لم تغادر سلسلة المركبات الفضائية سويوز، التي وُعدت بمستقبل قمري منذ ما يقرب من نصف قرن، مدار الأرض أبدًا، لكنها اكتسبت سمعة باعتبارها وسيلة النقل الفضائية الأكثر موثوقية للركاب. دعونا ننظر إليهم بأعين قائد السفينة

تتكون المركبة الفضائية Soyuz-TMA من حجرة الأجهزة (IAC)، ووحدة الهبوط (DA)، وحجرة الخدمة (CO)، وتحتل SA الجزء المركزيسفينة. كما هو الحال في طائرة الركاب أثناء الإقلاع والصعود، يُطلب منا ربط أحزمة الأمان وعدم مغادرة مقاعدنا، كما يُطلب من رواد الفضاء أيضًا التواجد في مقاعدهم وربطها وعدم خلع بدلاتهم الفضائية خلال مرحلة وضع السفينة في المدار والمناورة. وبعد انتهاء المناورة، يُسمح للطاقم المكون من قائد السفينة ومهندس الطيران 1 ومهندس الطيران 2، بخلع بدلاتهم الفضائية والانتقال إلى أماكن المعيشة، حيث يمكنهم تناول الطعام والذهاب إلى المرحاض. تستغرق الرحلة إلى محطة الفضاء الدولية حوالي يومين، وتستغرق العودة إلى الأرض 3-5 ساعات.

ينتمي نظام عرض المعلومات Neptune-ME (IDS) المستخدم في Soyuz-TMA إلى الجيل الخامس من IDS لسفن سلسلة Soyuz.

كما هو معروف، تم إنشاء تعديل Soyuz-TMA خصيصًا للرحلات الجوية إلى الرحلات الدولية محطة فضائيةوالتي تضمنت مشاركة رواد فضاء من ناسا يرتدون بدلات فضائية أكبر.

لكي يتمكن رواد الفضاء من المرور عبر الفتحة التي تربط الوحدة المنزلية بوحدة الهبوط، كان من الضروري تقليل عمق وحدة التحكم وارتفاعها، بطبيعة الحال، مع الحفاظ على وظائفها الكاملة.

كانت المشكلة أيضًا أن عددًا من وحدات الأدوات المستخدمة في الإصدارات السابقة من SDI لم يعد من الممكن إنتاجها بسبب تفكك الوحدة الأولى. الاقتصاد السوفييتيوتوقف بعض الإنتاج.

مجمع التدريب Soyuz-TMA، الموجود في مركز تدريب رواد الفضاء الذي سمي باسمه. جاجارين (ستار سيتي)، تتضمن نموذجًا لمركبة الهبوط ومقصورة الخدمة.

لذلك، كان لا بد من إعادة تصميم SDI بالكامل بشكل أساسي. كان العنصر المركزي في SOI الخاص بالسفينة عبارة عن لوحة تحكم متكاملة، وأجهزة متوافقة مع كمبيوتر من نوع IBM PC.

التحكم عن بعد في الفضاء

يُطلق على نظام عرض المعلومات (IDS) الموجود في المركبة الفضائية Soyuz-TMA اسم Neptune-ME. حاليا هناك المزيد نسخة جديدة SOI لما يسمى بـ Digital Soyuz - سفن من النوع Soyuz-TMA-M. ومع ذلك، أثرت التغييرات بشكل رئيسي على المحتوى الإلكتروني للنظام - على وجه الخصوص، تم استبدال نظام القياس عن بعد التناظري بنظام رقمي. في الأساس، تم الحفاظ على استمرارية "الواجهة".

1. لوحة التحكم المتكاملة (InPU). في المجموع، هناك وحدتان من InPU على متن وحدة الهبوط - واحدة لقائد السفينة، والثانية لمهندس الطيران 1 الجالس على اليسار.

2. لوحة مفاتيح رقمية لإدخال الرموز (للتنقل عبر شاشة InPU).

3. وحدة التحكم في العلامة (تستخدم للتنقل في شاشة InPU الفرعية).

4. وحدة عرض مضيئة كهربائيا الحالة الحاليةأنظمة (TS).

5. RPV-1 وRPV-2 - الصمامات الدوارة اليدوية. إنهم مسؤولون عن ملء الخطوط بالأكسجين من أسطوانات البالون، والتي يوجد أحدها في حجرة الأجهزة، والآخر في مركبة الهبوط نفسها.

6. صمام كهربائي هوائي لإمداد الأكسجين أثناء الهبوط.

7. قناع رائد الفضاء الخاص (SSC). أثناء الإرساء، ينظر قائد السفينة إلى ميناء الإرساء ويلاحظ إرساء السفينة. لنقل الصورة، يتم استخدام نظام المرايا، تقريبًا كما هو الحال في المنظار الموجود على الغواصة.

8. مقبض التحكم في الحركة (DRC). وبهذه المساعدة، يتحكم قائد السفينة في المحركات لإعطاء تسارع Soyuz-TMA الخطي (الإيجابي أو السلبي).

9. باستخدام عصا التحكم في الموقف (OCL)، يقوم قائد السفينة بضبط دوران Soyuz-TMA حول مركز الكتلة.

10. تعمل وحدة التبريد والتجفيف (HDA) على إزالة الحرارة والرطوبة من السفينة والتي تتراكم حتماً في الهواء بسبب وجود أشخاص على متنها.

11. تبديل المفاتيح لتشغيل تهوية بدلات الفضاء أثناء الهبوط.

12. الفولتميتر.

13. كتلة الصمامات.

14. زر إطلاق حفظ السفينة بعد الرسو. يبلغ عمر مورد Soyuz-TMA أربعة أيام فقط، لذا يجب حمايته. بعد الالتحام، يتم توفير الطاقة والتهوية من قبل المحطة المدارية نفسها.

بمجرد أن تنفصل المركبة الفضائية أو المحطة المدارية عن المرحلة النهائية للصاروخ الذي يحملها إلى الفضاء، يصبح الأمر من عمل المتخصصين في Mission Control.

غرفة التحكم الرئيسية، وهي غرفة واسعة تصطف على جانبيها صفوف من وحدات التحكم التي يديرها متخصصون، ملفتة للنظر في صمتها المركّز. يتم تعطيله فقط من خلال صوت المشغل الذي يتواصل مع رواد الفضاء. يشغل الجدار الأمامي للقاعة بالكامل ثلاث شاشات والعديد من شاشات العرض الرقمية. توجد على الشاشة المركزية الأكبر حجمًا خريطة ملونة للعالم. كان طريق رواد الفضاء يمتد على طوله مثل شكل جيبي أزرق - هكذا يبدو إسقاط مدار المركبة الفضائية على متن طائرة. تتحرك النقطة الحمراء ببطء على طول الخط الأزرق - سفينة في المدار. نرى على الشاشتين اليمنى واليسرى صورة تلفزيونية لرواد الفضاء، وقائمة بالعمليات الرئيسية التي يتم إجراؤها في الفضاء، والمعلمات المدارية، وخطط عمل الطاقم في المستقبل القريب. تتوهج الأرقام فوق الشاشات. يظهرون بتوقيت موسكووالوقت على متن السفينة، رقم المدار التالي، يوم الرحلة، وقت جلسة الاتصال التالية مع الطاقم.

وفوق إحدى لوحات المفاتيح توجد لافتة مكتوب عليها "رئيس مجموعة المقذوفات". المقذوفات هي المسؤولة عن الحركة مركبة فضائية. وهذا هو ما يعولون عليه الوقت المحددالإطلاق، مسار الإدخال في المدار، وفقًا لبياناتهم، يتم إجراء مناورات للمركبة الفضائية، والالتحام بها محطات مداريةوالنزول إلى الأرض . يراقب رئيس المقذوفات المعلومات القادمة من الفضاء. أمامه على شاشة تلفزيون صغيرة أعمدة من الأرقام. هذه إشارات من السفينة خضعت لمعالجة إلكترونية معقدة. أجهزة الكمبيوتر(الكمبيوتر) للمركز.

تشكل أجهزة الكمبيوتر ذات النماذج المختلفة مجمعًا حاسوبيًا كاملاً في المركز. يقومون بفرز المعلومات وتقييم موثوقية كل قياس ومعالجة وتحليل مؤشرات القياس عن بعد (انظر الميكانيكا عن بعد). يتم إجراء الملايين كل ثانية في المركز العمليات الحسابيةوكل 3 ثوانٍ يقوم الكمبيوتر بتحديث المعلومات الموجودة على وحدات التحكم.

يوجد في القاعة الرئيسية أشخاص يشاركون بشكل مباشر في التحكم في الطيران. هؤلاء هم مديرو الرحلة و مجموعات منفصلةالمتخصصين. وفي مناطق أخرى من المركز يوجد ما يسمى بمجموعات الدعم. إنهم يخططون لرحلة، والعثور عليها أفضل الطرقللتنفيذ القرارات المتخذة، تشاور الجالسين في القاعة. تشمل مجموعات الدعم متخصصين في المقذوفات ومصممي أنظمة المركبات الفضائية المختلفة والأطباء وعلماء النفس والعلماء الذين طوروا البرنامج العلميالطيران وممثلي مجمع القيادة والقياس وخدمة البحث والإنقاذ، وكذلك الأشخاص الذين ينظمون أوقات الفراغ لرواد الفضاء، ويعدون برامج موسيقية لهم، ولقاءات إذاعية مع العائلات، شخصيات مشهورةالعلم والثقافة.

لا يدير مركز التحكم أنشطة الطاقم فحسب، بل يراقب عمل أنظمة المركبات الفضائية وتجميعاتها، ولكنه ينسق أيضًا عمل العديد من محطات التتبع الأرضية والسفنية.

لماذا نحتاج إلى العديد من محطات الاتصال ذات المساحة؟ الحقيقة هي أن كل محطة يمكنها الحفاظ على الاتصال بالطائرة سفينة الفضاءباختصار شديد، حيث أن السفينة تغادر بسرعة منطقة الرؤية الراديوية لهذه المحطة. وفي الوقت نفسه، فإن حجم المعلومات المتبادلة عبر محطات التتبع بين السفينة ومركز مراقبة المهمة كبير جدًا.

يتم تثبيت المئات من أجهزة الاستشعار على أي مركبة فضائية. يقومون بقياس درجة الحرارة والضغط والسرعة والتسارع والضغط والاهتزاز في المكونات الهيكلية الفردية. يتم قياس عدة مئات من المعلمات التي تميز حالة الأنظمة الموجودة على متن الطائرة بانتظام. تقوم أجهزة الاستشعار بتحويل القيم بالآلاف مؤشرات مختلفةإلى إشارات كهربائية، والتي يتم بعد ذلك إرسالها تلقائيًا عبر الراديو إلى الأرض.

يجب معالجة كل هذه المعلومات وتحليلها في أسرع وقت ممكن. وبطبيعة الحال، لا يمكن لمتخصصي المحطة الاستغناء عن مساعدة الكمبيوتر. في محطات التتبع، تتم معالجة جزء أصغر من البيانات، ويتم معالجة الجزء الأكبر عن طريق الأسلاك والراديو - عبر الأقمار الصناعيةالأرض "البرق" - تنتقل إلى مركز التحكم.

عندما تمر المركبة الفضائية فوق محطات التتبع، يتم تحديد معلمات مداراتها ومساراتها. ولكن في هذا الوقت، ليس فقط أجهزة الإرسال الراديوية للسفينة أو القمر الصناعي تعمل بجد، ولكن أيضًا أجهزة الاستقبال اللاسلكية الخاصة بها. يتلقون العديد من الأوامر من الأرض، من مركز التحكم. يتم تشغيل هذه الأوامر أو إيقاف تشغيلها أنظمة مختلفةوآليات المركبة الفضائية تتغير برامج عملها.

دعونا نتخيل كيف تعمل محطة التتبع.

يظهر نجم صغير في السماء فوق محطة التتبع ويتحرك ببطء. يدور بسلاسة وعاء متعدد الأطنان لهوائي الاستقبال. يتم تثبيت هوائي آخر - جهاز إرسال - على بعد عدة كيلومترات من هنا: على هذه المسافة، لم تعد أجهزة الإرسال تتداخل مع استقبال الإشارات من الفضاء. ويحدث هذا في كل محطة تتبع لاحقة.

وتقع جميعها في الأماكن التي تقع عليها الطرق الفضائية. تتداخل مناطق الرؤية الراديوية للمحطات المجاورة جزئيًا مع بعضها البعض. بعد أن لم تغادر السفينة منطقة واحدة تمامًا بعد، تجد نفسها بالفعل في منطقة أخرى. كل محطة، بعد الانتهاء من التحدث مع السفينة، "تنقلها" إلى أخرى. يستمر التتابع الفضائي خارج بلادنا.

قبل فترة طويلة من رحلة المركبة الفضائية، تنطلق محطات التتبع العائمة إلى البحر - السفن الخاصةالأسطول الاستكشافي لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية. سفن أسطول "الفضائي" تحت المراقبة في محيطات مختلفة. ويرأسها السفينة العلمية "رائد الفضاء يوري جاجارين"، بطول 231.6 مترًا، و11 طابقًا، و1250 غرفة. تقوم هوائيات السفينة الأربعة الضخمة بإرسال واستقبال الإشارات من الفضاء.

بفضل محطات التتبع، لا نسمع فقط سكان المنزل الفضائي، بل نرى أيضًا. يقوم رواد الفضاء بانتظام بإجراء تقارير تلفزيونية تظهر لأبناء الأرض كوكبهم، القمر، وتناثر النجوم الساطعة في السماء السوداء...

أصبحت الرحلات الجوية على المركبات الفضائية والمحطات الفضائية القابلة لإعادة الاستخدام جزءًا من الحياة الحديثة‎السفر عبر الفضاء أصبح متاحًا تقريبًا. ونتيجة لذلك، أصبحت الأحلام المتعلقة بهم أكثر شيوعًا. غالبًا ما يكون الحلم من هذا النوع تحقيقًا بسيطًا لرغبة ما، حلم رؤية العالم من نقطة أخرى في الفضاء. ومع ذلك، يمكن أيضًا أن يكون حلمًا بالهروب أو السفر أو البحث. من الواضح أن المفتاح لفهم مثل هذا الحلم هو الغرض من الرحلة. هناك طريقة أخرى لفهم معنى الحلم تتعلق بطريقة السفر. هل كنت في مركبة فضائية أو شيء مألوف بالنسبة لك (مثل سيارتك)؟

احلم به السفر إلى الفضاءيكون مادة جيدةللبحث. قد تحلم أنك تائه وتتلمس شيئًا ما في فراغ شاسع.

في حلمك كنت تريد حقا أن تكون فيه الفضاء الخارجيأو هل وجدت نفسك هناك؟ هل شعرت بالأمان أثناء وجودك هناك؟

تفسير الاحلام من

::: كيفية التحكم في سفينة الفضاء: تعليمات إن سفن سلسلة سويوز، التي وُعدت بمستقبل قمري منذ ما يقرب من نصف قرن، لم تغادر مدار الأرض أبدًا، لكنها اكتسبت سمعة باعتبارها وسيلة النقل الفضائية الأكثر موثوقية للركاب. دعونا ننظر إليهم بأعين قائد السفينة.

تتكون المركبة الفضائية Soyuz-TMA من حجرة الأجهزة (IAC)، ووحدة الهبوط (DA) وحجرة الإقامة (CO)، مع احتلال SA الجزء المركزي من السفينة. كما هو الحال في طائرة الركاب أثناء الإقلاع والصعود، يُطلب منا ربط أحزمة الأمان وعدم مغادرة مقاعدنا، كما يُطلب من رواد الفضاء أيضًا التواجد في مقاعدهم وربطها وعدم خلع بدلاتهم الفضائية خلال مرحلة وضع السفينة في المدار والمناورة. وبعد انتهاء المناورة، يُسمح للطاقم المكون من قائد السفينة ومهندس الطيران 1 ومهندس الطيران 2، بخلع بدلاتهم الفضائية والانتقال إلى أماكن المعيشة، حيث يمكنهم تناول الطعام والذهاب إلى المرحاض. تستغرق الرحلة إلى محطة الفضاء الدولية حوالي يومين، وتستغرق العودة إلى الأرض 3-5 ساعات. ينتمي نظام عرض المعلومات Neptune-ME (IDS) المستخدم في Soyuz-TMA إلى الجيل الخامس من IDS لسفن سلسلة Soyuz. كما هو معروف، تم إنشاء تعديل Soyuz-TMA خصيصًا للرحلات إلى محطة الفضاء الدولية، والذي كان يفترض مشاركة رواد فضاء ناسا وهم يرتدون بدلات فضائية أكبر. لكي يتمكن رواد الفضاء من المرور عبر الفتحة التي تربط الوحدة المنزلية بوحدة الهبوط، كان من الضروري تقليل عمق وحدة التحكم وارتفاعها، بطبيعة الحال، مع الحفاظ على وظائفها الكاملة. كانت المشكلة أيضًا أن عددًا من مكونات الأدوات المستخدمة في الإصدارات السابقة من SDI لم يعد من الممكن إنتاجها بسبب تفكك الاقتصاد السوفيتي السابق وتوقف بعض الإنتاج. مجمع التدريب Soyuz-TMA، الموجود في مركز تدريب رواد الفضاء الذي سمي باسمه. جاجارين (ستار سيتي)، تتضمن نموذجًا لمركبة الهبوط ومقصورة الخدمة. لذلك، كان لا بد من إعادة تصميم SDI بالكامل بشكل أساسي. كان العنصر المركزي في SOI الخاص بالسفينة عبارة عن لوحة تحكم متكاملة، وأجهزة متوافقة مع كمبيوتر من نوع IBM PC. التحكم عن بعد في الفضاء

يُطلق على نظام عرض المعلومات (IDS) الموجود في المركبة الفضائية Soyuz-TMA اسم Neptune-ME. يوجد حاليًا إصدار أحدث من SOI لما يسمى بمركبة Soyuz الرقمية - وهي سفن من نوع Soyuz-TMA-M. ومع ذلك، أثرت التغييرات بشكل أساسي على المحتوى الإلكتروني للنظام - على وجه الخصوص، تم استبدال نظام القياس عن بعد التناظري بنظام رقمي. في الأساس، تم الحفاظ على استمرارية "الواجهة". 1. لوحة التحكم المتكاملة (InPU). في المجموع، هناك وحدتان من InPU على متن وحدة الهبوط - واحدة لقائد السفينة، والثانية لمهندس الطيران 1 الجالس على اليسار. 2. لوحة مفاتيح رقمية لإدخال الرموز (للتنقل عبر شاشة InPU). 3. وحدة التحكم في العلامة (تستخدم للتنقل في شاشة InPU الفرعية). 4. وحدة عرض مضيئة للحالة الراهنة للأنظمة (TS). 5. RPV-1 وRPV-2 - الصمامات الدوارة اليدوية. إنهم مسؤولون عن ملء الخطوط بالأكسجين من أسطوانات البالون، والتي يوجد أحدها في حجرة الأجهزة، والآخر في مركبة الهبوط نفسها. 6. صمام كهربائي هوائي لإمداد الأكسجين أثناء الهبوط. 7. قناع رائد الفضاء الخاص (SSC). أثناء الإرساء، ينظر قائد السفينة إلى ميناء الإرساء ويلاحظ إرساء السفينة. لنقل الصورة، يتم استخدام نظام المرايا، تقريبًا كما هو الحال في المنظار الموجود على الغواصة. 8. مقبض التحكم في الحركة (DRC). وبهذه المساعدة، يتحكم قائد السفينة في المحركات لإعطاء Soyuz-TMA تسارعًا خطيًا (إيجابيًا أو سلبيًا). 9. باستخدام عصا التحكم في الموقف (OCL)، يقوم قائد السفينة بضبط دوران Soyuz-TMA حول مركز الكتلة. 10. تعمل وحدة التبريد والتجفيف (HDA) على إزالة الحرارة والرطوبة من السفينة والتي تتراكم حتماً في الهواء بسبب وجود أشخاص على متنها. 11. تبديل المفاتيح لتشغيل تهوية بدلات الفضاء أثناء الهبوط. 12. الفولتميتر. 13. كتلة الصمامات. 14. زر إطلاق حفظ السفينة بعد الرسو. يبلغ عمر مورد Soyuz-TMA أربعة أيام فقط، لذا يجب حمايته. بعد الالتحام، يتم توفير الطاقة والتهوية من قبل المحطة المدارية نفسها. نُشر المقال في مجلة “Popular Mechanics”