ОСНОВЫ СОЗДАННОЙ ИДЕОЛОГИИ КОСМИЧЕСКИХ АВТОМАТИЧЕСКИХ ДВУХОСНЫХ ПЛАТФОРМ ДЛЯ ОТРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЙ В УСЛОВИЯХ МИКРОГРАВИТАЦИИ

© Ю.А.Хаханов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы космического производства"
2013 г.

На базе многолетних исследований процессов в технологических установках, функционирующих в условиях невесомости (микрогравитации), российские ученые выявили необходимость стабилизации в пространстве направления оси целевой полезной нагрузки (технологических установок) под заданным углом относительно вектора микроускорений. Для решения этой актуальной задачи предназначена новая космическая автоматическая двухосная платформа (АДП).

В процессе разработки платформы были выявлены следующие наиболее сложные проблемы:

– обеспечение сверхнизких микровозмущений от элементов АДП на полезную нагрузку (ПН), которые должны быть менее 0,000001g;

– управление движением ПН осуществляется по сигналам от акселерометров при сверхнизкой угловой скорости поворота и в весьма большом угловом диапазоне (обычно акселерометр автономно регистрирует величину ускорений, а в предлагаемом варианте АДП — он введен в контур управления движением ПН в двухосном пространстве).

Поставленные задачи потребовали поиска новых решений и, в частности, идеологии построения платформы.

В докладе рассматриваются такие принципиальные вопросы разработанной идеологии:

– унификация конструкции и методики стыковки платформы с различной целевой ПН с учетом решения вопросов юстировки и настройки параметров как элементов системы «Платформа — Целевая нагрузка», так и системы в целом, причем и при наземной отработке, и в процессе летной эксплуатации;

– формирование новых технических требований к элементной базе с минимальными внешними динамическими микровозмущениями, выбор оптимального варианта научно-технических решений на данном этапе для реализации;

– разработка управляемых приводов с расширенными функциональными возможностями при сверхнизких угловых скоростях в пределах менее одного оборота перемещения ПН по двум осям;

– обеспечение возможности изменения на орбите состава платформы, например, замены приводов и их блоков управления на модифицированные варианты по результатам цикла летных испытаний;

– возможность использования тест-нагрузки (с имитацией главных параметров ряда ПН и общих элементов стыковки) и методики выполнения поэтапной настройки систем платформы перед началом проведения технологических экспериментов с разной целевой аппаратурой с максимальной унификацией ее элементов при наземных испытаниях и летной эксплуатации; обоснование правомочности использования полученных результатов на Земле для прогнозирования эксплуатационных динамических характеристик платформ и их влияние на процессы в технологических установках по выбранным критериям;

– резервирование каналов телеметрической информации, необходимой не только для проведения максимального количества технологических экспериментов, но и для регистрации условий, в которых они проходят, а также обеспечение возможности наращивания элементов аппаратной части.

Представленная в докладе принципиальная кинематическая схема АДП обеспечивает реализацию предложенной идеологии и может быть эффективна при проведении перспективных экспериментов в космосе на автономных и пилотируемых космических аппаратах.