Меню

Главная
Случайная статья
Настройки
Автоматический грузовой корабль (ЕКА)
Материал из https://ru.wikipedia.org

ATV (сокр. от англ. Automated Transfer Vehicle — «автоматическое [грузо]переносящее транспортное средство») — автоматический грузовой космический корабль (АГК), разработанный ЕКА. Корабль предназначен для доставки топлива, научного оборудования, продуктов, воздуха и воды на Международную космическую станцию (МКС). АГК предназначен также для освобождения МКС от отработанных материалов и мусора; также с помощью двигателей АГК осуществляется коррекция орбиты МКС. Это самый сложный космический корабль, когда-либо создававшийся европейскими странами.

Первый автоматический грузовой космический корабль отправился в полёт к МКС 9 марта 2008 года[5], последний — в июле 2014 года (и был затоплен 15 февраля 2015)[6]; всего было запущено пять кораблей.

Содержание

История создания

Первые предложения по созданию европейского космического корабля были сделаны в 1987 году. В 1992 году на конференции совета министров ЕКА, которая состоялась в Гранаде, было принято решение о прекращении дальнейших исследований и работ по созданию европейского многоразового космического корабля «Гермес». Одновременно был согласован вклад европейских стран в проектируемую Международную космическую станцию, которая в то время называлась «Фридом» (англ. Freedom — «Свобода») и создавалась в кооперации между США, Японией и ЕКА. В это же время на повестку дня встал вопрос о создании европейской транспортной системы для обеспечения функционирования МКС, в том числе пилотируемого и грузовых кораблей. Предполагалось, что европейские грузовые корабли должны были дважды в год летать к МКС. В 1993 году к проекту МКС вынужденно (пришлось отказаться от развития собственной космической станции — «Мир») присоединилась Россия, не желавшая терять свои достижения в космосе из-за отсутствия достойного финансирования космической деятельности со стороны государства. Япония и ЕКА, преследуя свои долгосрочные цели технического развития в космосе, пошли на создание космических транспортных, а в дальнейшем и пилотируемых систем; ЕКА, в частности, на первом этапе была ориентирована на создание пяти автоматических грузовых кораблей, которые должны осуществить свои полёты до 2013 года. Окончательное решение о создании автоматического грузового корабля (АГК) было принято на конференции совета министров ЕКА в 1995 году в Тулузе (Франция).

Генеральным подрядчиком для создания АГК была названа фирма EADS Astrium Space Transportation[англ.].

Создание АГК является частью вклада ЕКА в проект МКС. Работы по АГК включают в себя создание собственно автоматического транспортного корабля, создание в Тулузе наземной инфраструктуры, необходимой для контроля и управления кораблём, а также проведение необходимых модификаций ракеты-носителя «Ариан-5».

Сборка АГК осуществлялась на предприятии EADS Astrium Space Transportation в Бремене (Германия). В общей сложности 30 фирм из десяти европейских стран и 8 фирм из России и США принимали участие в создании АГК. В рамках проекта, возглавляемого EADS Astrium Space Transportation, итальянская компания Alenia Spazio (новое название Thales Alenia Space) ответственна за герметичный грузовой отсек ATV. Эти грузовые отсеки производятся в Турине (Италия). РКК «Энергия» подписала контракт на 40 миллионов евро с Alenia Spazio о поставке российского стыковочного узла, системы дозаправки и российской системы контроля оборудования. Четыре основных ракетных двигателя изготовляются фирмой Aerojet (США).

Основные расходы (около 47 %) несёт Франция, доля Германии — 24 %, Италии — 13 %.

Начиная с 1995 года, Европейское космическое агентство израсходовало около 1,9 миллиардов долларов на проектирование и создание первого грузового корабля и наземного оборудования для слежения и управления АГК. Стоимость АГК составляет порядка 304 млн долларов, а полные затраты на полёт одного грузовика составляют около 532 млн долларов.

С середины 2004 года первый АТК проходил комплексное тестирование в европейском технологическом центре в нидерландском городе Нордвейк. Тестирование проводилось в условиях, приближённых к условиям космического пространства. Всё электронное оборудование испытывалось в условиях электромагнитных помех. Корабль испытывался на вибрационном стенде, где имитировались: вибрация, возникающая при старте ракеты-носителя, механические воздействия, возникающие при отстреле ступеней ракеты-носителя и защитного обтекателя, а также влияние возможных порывов ветра во время старта и сотрясений, возникающих при маневрировании корабля на орбите. Корабль был подвергнут также акустическим тестам, в которых имитировался рёв работающих ракетных двигателей при старте, звуковое давление которого составляет 140 дБ.

Европейский грузовой корабль способен доставить на МКС до 8,9 тонн[7] топлива, воды, кислорода, азота и других материалов; такая масса была доставлена вторым кораблем. Это приблизительно в 3 раза больше, чем доставляет на станцию российский грузовой корабль «Прогресс», который в настоящее время каждые 4 месяца отправляется к МКС.

Наряду с включённым в 2008 году в состав МКС европейским исследовательским модулем «Коламбус», европейский грузовой корабль является одним из основных вкладов Европы в проект МКС.

19 февраля 2009 года ЕКА официально объявило название второго корабля. Он был назван в честь немецкого астронома, открывшего закон движения планет, Иоганна Кеплера.

Третий корабль, названный «Эдоардо Амальди» (в честь итальянского физика Э. Амальди), был запущен 23 марта 2012 года с космодрома Куру[8]. Запуск первоначально был запланирован на вторую половину 2011 года, затем перенесён на февраль 2012 года.

Четвёртый корабль, названный «Альберт Эйнштейн» (в честь создателя теории относительности А. Эйнштейна), запущен 6 июня 2013 года. Стыковка с МКС состоялась 15 июня 2013.

Пятый корабль, «Жорж Леметр», получил имя Жоржа Леметра, запущен 29 июля 2014 года[9]. Стыковка с модулем «Звезда» состоялась 12 августа 2014 года, расстыковка — 14 февраля 2015 года.

Основные технические характеристики

Размеры:
  • Длина: 10,77 м
  • Внешний диаметр: 4,48 м
  • Внутренний диаметр: 3,94 м
  • Герметичный объём: 45 м


Масса:
  • Масса при запуске: 19 357 кг
  • Масса топлива в двигательной установке: до 5753 кг
  • Масса грузов, удаляемых с МКС: до 6500 кг
  • Масса доставляемых грузов: до 7670 кг
    • воздух: до 100 кг
    • вода: до 855 кг
    • продукты, одежда, запасные части: до 5500 кг
    • топливо для коррекции орбиты МКС и для модуля «Звезда»: до 4770 кг (из них для модуля «Звезда»: 860 кг)


Корабль оборудован российской cистемой автоматической стыковки, которую Россия предоставила в обмен на систему управления данными, разработанную для модуля МКС «Звезда»[10].

Размеры грузовика сопоставимы с размерами автобуса. Корабль разделён на 2 части: герметичную, предназначенную для размещения материалов и оборудования, и негерметичную, где расположены системы контроля и управления, сферические ёмкости для воды, газов и ракетного топлива.

Внутренний герметизированный объём грузовика составляет 45 м. Грузы в герметичном отсеке корабля располагаются в стандартных стойках. Грузы из корабля в МКС и отработанные материалы и мусор из МКС в корабль переносятся космонавтами вручную. В задней части корабля находится сервисный блок, к которому прикреплены панели солнечных батарей. Солнечные батареи раскрываются в виде буквы Х. Размах солнечных батарей — 22,28 метра, мощность — 4 кВт. В сервисном блоке расположены системы управления кораблём.

В кормовой части корабля установлены 4 двигателя. Два из них обеспечивают маневрирование корабля во время стыковки с МКС, а работая одновременно, все 4 двигателя используются для подъёма орбиты станции. Кроме того, на корабле имеется 28 двигателей для коррекции орбиты. Оборудование корабля потребляет 900 ватт в активном режиме полёта или 400 ватт в пассивном режиме.

АГК запускается в космос европейской ракетой-носителем «Ариан-5» с космодрома Куру во Французской Гвиане.

Автоматический грузовой космический корабль пристыковывается к кормовому порту служебного модуля «Звезда» и остаётся в составе МКС до 190 дней. После выполнения своей миссии АГК осуществляет контролируемый сход с орбиты и сгорает над заданным районом Тихого океана.

Управление кораблём осуществляется командой из 60 человек из центра, расположенного в Тулузе (Франция).

В общей сложности осуществлен запуск 5 европейских грузовых кораблей — в 2008, 2011, 2012, 2013 и 2014 году.

Миссии
Номер Название Дата запуска Стыковка Расстыковка Ссылки
ATV-001 «Жюль Верн» 9 марта 2008 3 апреля 2008 29 сентября 2008 [11][12]
ATV-002 «Иоганн Кеплер» 16 февраля 2011 24 февраля 2011 20 июня 2011 [11][12][13]
ATV-003 «Эдоардо Амальди» 23 марта 2012 29 марта 2012 4 октября 2012 [14][15]
ATV-004 «Альберт Эйнштейн» 6 июня 2013 15 июня 2013 28 октября 2013 [16][17]
ATV-005 «Жорж Леметр» 29 июля 2014 12 августа 2014 14 февраля 2015 [18][19][20]


Обзор миссий
Миссия Масса нагрузки, кг Топливо для МКС, кг Вода, кг Газ, кг Сухие грузы, кг Поздняя загрузка, кг Дней в космосе Коррекций орбиты Ссылки
ATV «Жюль Верн» 4575 3235 285 20 1150 123 205 6 [21]
ATV «Иоганн Кеплер» 7100 5605 0 100 1605 435 126 5 [21]
ATV «Эдоардо Амальди» 6595 4206 285 100 2200 592 196 9 [21]
ATV «Альберт Эйнштейн» 6590 3440 570 100 2489 1109 151 6 [21]
ATV «Жорж Леметр» 6616 2978 843 100 2695 124 129 7 [22]


«Жюль Верн»

Название первого корабля — «Жюль Верн» — было дано в честь первого писателя научной фантастики Жюля Верна. В середине июля 2007 года корабль «Жюль Верн» был отправлен морем из Роттердама во Французскую Гвиану. 31 июля корабль прибыл во Французскую Гвиану и был перевезён на космодром Куру. Старт АТК откладывался несколько раз и состоялся 9 марта 2008 года в 4:03 UTC. Аппарат был запущен с помощью РН «Ариан-5».

3 апреля в 13 часов 33 минуты на расстоянии 250 метров от станции управление сближением было переключено от навигационной системы GPS на лазерную систему. В 14 часов 15 минут «Жюль Верн» был на расстоянии 19 метров от станции и оставался в этом положении в течение двадцати минут. В 14 часов 38 минут «Жюль Верн» приблизился к станции на расстояние 11 метров. В это время начался заключительный этап стыковки. Стыковка была осуществлена 3 апреля в 14:45 UTC в полностью автоматическом режиме.

Первый полёт европейского грузовика являлся испытательным, поэтому он доставил на МКС только 5 тонн полезных грузов. Люк в грузовой корабль «Жюль Верн» был открыт 4 апреля в 10 часов 15 минут.

6 сентября 2008 в 01:30 МСК ATV отстыковался от российского сегмента МКС в автоматическом режиме[23]. 29 сентября 2008 после серии манёвров около 17:30 МСК корабль вошёл в плотные слои атмосферы и разрушился, а через 12 минут оставшиеся обломки затонули в несудоходном районе Тихого океана в нескольких тысячах километров восточнее Новой Зеландии[24].

«Иоганн Кеплер»

«Иоганн Кеплер», второй грузовой корабль, назван в честь немецкого астронома Иоганна Кеплера[25]. Он отправился на орбиту 17 февраля (16 февраля по UTC) 2011 года.

Корабль был запущен на ракете-носителе «Ариан-5ES» из Гвианского космического центра на Куру 17 февраля 2011 года[26], в рамках миссии к Международной космической станции (МКС) с грузом из воды, воздуха, топлива и другим. Запуск был произведён на сутки позже из-за программного сбоя[27].

24 февраля в 15:59 UTC корабль пристыковался к кормовому стыковочному узлу модуля «Звезда»[28]. Стыковка шла автоматически под контролем космонавта Александра Калери на борту МКС и ЦУПов в России (г. Королёв) и Европе (г. Тулуза)[29].

«Эдоардо Амальди»

«Эдоардо Амальди», третий грузовой корабль, был назван в честь итальянского физика Эдоардо Амальди. Он отправился на орбиту 23 марта в 08:34 МСК 2012 года.

Корабль был запущен на ракете-носителе «Ариан-5ES» из Гвианского космического центра на Куру в рамках миссии доставки воды, топлива и сухих грузов к МКС. Стыковка с российским служебным модулем «Звезда» была осуществлена в автоматическом режиме ночью 29 марта в 02:31 МСК[30]. Из-за проблем с системой управления корабль отстыковался от МКС только со второй попытки[31].

«Альберт Эйнштейн»

«Альберт Эйнштейн» — четвёртый грузовой корабль, названный в честь немецкого физика Альберта Эйнштейна. ATV-4 был запущен 5 июня 2013 года в 21:52:11 UTC (6 июня, 01:52:11 МСК) с помощью ракеты-носителя тяжёлого класса «Ариан-5ES» из Гвианского космического центра на Куру. Стыковка с российским служебным модулем «Звезда» была осуществлена 15 июня 2013.[32] Из-за возможности загрязнения грузовика плесенью и бактериями, открытие люков после стыковки было отложено[33]. В результате было принято решение взять пробы воздуха и после провести очистку занявшую 5 часов[34]. 28 октября «Альберт Эйнштейн» успешно отстыковался от станции, а 2 ноября был осуществлен его полностью контролируемый спуск в атмосфере с разрушением. Установлен рекорд по удалению из космоса мусора массой в 2 тонны. Кроме того, ATV-4 установил ещё один рекорд, став самым тяжелым космическим кораблем (20 тонн 218 килограммов), когда-либо выведенным на орбиту ракетой-носителем «Ариан»[17].

Перспективы

В 2014 году ЕКА запустило к станции последний, пятый, ATV. После прекращения программы ATV полезные грузы на МКС доставляются российскими грузовыми кораблями «Прогресс», японскими грузовыми кораблями HTV, а также по контракту с НАСА частными американскими грузовыми кораблями: Dragon (разработчик — компания SpaceX) и «Сигнус» (Cygnus, разработчик — Orbital Sciences Corporation).

Герметичный отсек частного грузового корабля «Сигнус» создан, с использовании наработок ATV, итальянской компанией Thales Alenia Space.

В новом корабле НАСА «Орион» будет использоваться модернизированная версия ATV в виде сервисного модуля[англ.] (Orion Service Module). К восьми двигателям ATV суммарной тягой 490 ньютонов[35] будет добавлен главный двигатель тягой 26 кН, модернизированный двигатель системы орбитального маневрирования шаттла. Кроме того, будет увеличена эффективность солнечных батарей — с 17 % до 30 %. Эти модули является взносом ЕКА в операции на МКС на период 2017—2020 годы[36].

Ранее рассматривались варианты преобразования корабля в возвращаемый на Землю: проекты PARES (англ. PAyload REtrieval System) и CARV (англ. Cargo Ascent and Return Vehicle), в дальнейшем в пилотируемый вариант — программа Crew Return Vehicle (CRV), а также использование в качестве космических буксиров — для ремонта и возврата вышедших из строя космических аппаратов.

Сравнение с аналогичными проектами
  Сравнение характеристик беспилотных грузовых космических кораблей
Название ТКС ATV HTV Dragon
Разработчик ОКБ-52 ЕКА JAXA SpaceX
Внешний вид
Первый полёт 15 декабря 1976 9 марта 2008 10 сентября 2009 8 декабря 2010
Последний полёт 27 сентября 1985
 29 июля 2014 20 мая 2020 7 марта 2020
Всего полётов (неудачных) 8 5 9 22
(1 из-за ракеты-носителя)
Габариты 13,2 м длина
4,1 м ширина
49,88 м объём 		10,7 м длина
4,5 м ширина
48 м объём 		10 м длина
4,4 м ширина
14 м объём (герметичный) 		7,2 м длина
3,66 м ширина
11 м объём (герметичный),
14—34 м объём (не герметичный)
Многоразовость да, частичная нет нет да, частичная
Масса, кг 21 620 кг (стартовая) 20 700 кг (стартовая) 10 500 кг (сухая)
16 500 кг (стартовая) 		4200 кг (сухая)
7100 кг (стартовая)
Полезная нагрузка, кг 5200 кг 7670 кг 6200 кг 3310 кг
Возвращение груза, кг 500 кг утилизация / до 6500 кг утилизация до 2500 кг
Время полёта в составе ОС до 90 суток до 190 суток до 30 суток —
Время полёта до стыковки до 4 суток — до 4,5 суток —
Ракета-носитель

Протон-K

Ариан-5 ES

H-IIB

Falcon 9

Описание В виде автоматического грузового корабля стыковался к орбитальным станциям «Салют». Первоначально разрабатывался как пилотируемый корабль. Использовался для снабжения МКС, корректировки орбиты МКС. Использовался для снабжения МКС. Частный частично многоразовый космический корабль, в рамках программы COTS, предназначенный для доставки и возвращения полезного груза.


См. также

Автоматические беспилотные грузовые космические корабли:

Примечания
  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 Automated Transfer Vehicle (ATV) Utilisation elevant Data Rev. 1.2 (англ.) (PDF). ESA ERASMUS User Centre. Дата обращения: 18 августа 2014. Архивировано 16 декабря 2016 года.
  2. 1 2 General Dynamics Rocket Engines to be Used on European ATV (англ.). defense-aerospace.com (12 апреля 2001). Дата обращения: 21 июля 2020. Архивировано 21 июля 2020 года.
  3. 1 2 3 Automated Transfer Vehicle (англ.). Spaceflight101.com. Дата обращения: 21 июля 2020. Архивировано 13 июня 2020 года.
  4. Alfred Wilson; David Krismer, Scott Henderson, Steve Harper, Carl Stechman.: . Aerojet High-Performance Bipropellant Apogee Engines (англ.). Международная астронавтическая федерация (2010). Дата обращения: 21 июля 2020. Архивировано 22 июля 2020 года.
  5. ESA — ATV — Jules Verne ATV launch rescheduled to 9 March. Дата обращения: 3 марта 2008. Архивировано 22 мая 2008 года.
  6. Последний из европейских космических грузовиков серии ATV затоплен в Тихом океане. Военно-промышленный курьер. Дата обращения: 17 февраля 2015. Архивировано 17 февраля 2015 года.
  7. ESA. ATV STATUS: Ready for flight (англ.). blogs.esa.int. Дата обращения: 28 октября 2022. Архивировано 28 октября 2022 года.
  8. ATV-3 launch. Дата обращения: 23 марта 2012. Архивировано 25 марта 2012 года.
  9. ИТАР-ТАСС — Европейский корабль ATV-4 с грузом для МКС стартовал с космодрома Куру
  10. Automated Transfer Vehicle (ATV) Structural and Thermal Model Testing at ESTEC (англ.). European Space Agency. Дата обращения: 8 февраля 2016. Архивировано 15 марта 2016 года.
  11. 1 2 European Cargo Ship Begins Maiden Space Voyage (англ.). Space.com (9 марта 2008). Архивировано 11 апреля 2012 года.
  12. 1 2 Multi-Program Integrated Milestones (англ.). НАСА (25 января 2008). Архивировано 11 апреля 2012 года.
  13. Международные партнеры по МКС согласовали новые даты стартов шаттла «Эндевор» и ATV-2. Дата обращения: 25 ноября 2011. Архивировано из оригинала 9 мая 2013 года.
  14. Космический «грузовик» ATV-3 получил имя итальянского физика Амальди. РИА Новости. 17 марта 2010.
  17. 1 2
  21. 1 2 3 4
  23. «Жюль Верн» отстыковался от МКС Архивная копия от 6 сентября 2008 на Wayback Machine, Газета.Ru, 06.09.2008
  24. «Жюль Верн» затоплен в Тихом океане Архивная копия от 8 декабря 2008 на Wayback Machine, Новости космонавтики, вып. № 731, 29.09.2008
  25. Second ATV named after Johannes Kepler. ESA (19 февраля 2009). Дата обращения: 19 февраля 2009. Архивировано 30 марта 2012 года.
  26. Европейский космический грузовик выведен на орбиту. infox.ru (17 февраля 2011). Архивировано 30 марта 2012 года.
  27. Запуск космического грузовика ATV-2 «Иоганн Кеплер» перенесен на сутки Архивная копия от 19 февраля 2011 на Wayback Machine — РИА новости
  28. NASA.gov/multimedia/nasatv/: per NASA Live TV broadcast. Дата обращения: 22 марта 2012. Архивировано 29 января 2018 года.
  29. РКК «Энергия» им. С. П. Королёва — ЦУП-М, г. Королёв Московской области. РКК «Энергия» (24 февраля 2011). Дата обращения: 22 марта 2012. Архивировано 29 апреля 2014 года.
  30. Европейский грузовик пристыковался к МКС Архивная копия от 1 мая 2012 на Wayback Machine, 29.03.2012
  31. Названа причина переноса отстыковки корабля ATV-3 от МКС. Дата обращения: 30 мая 2013. Архивировано 5 ноября 2012 года.
  32. Корабль «Альберт Эйнштейн» пристыковался к МКС Архивная копия от 18 июня 2013 на Wayback Machine, BBC, 15.06.2013
  33. Разногласия NASA и «Роскосмоса» не позволили открыть люки «Альберта Эйнштейна». Дата обращения: 24 октября 2013. Архивировано 30 января 2022 года.
  34. Космонавты открыли люк грузовика ATV-4. Дата обращения: 24 октября 2013. Архивировано 30 января 2022 года.
  35. ATV 2.0. ЕКА (16 января 2013). Дата обращения: 2 мая 2014. Архивировано 25 февраля 2014 года.
  36. UK steps up, as ESA commit to ATV Service Module on NASA’s Orion (англ.). nasaspaceflight.com (12 ноября 2012). Дата обращения: 9 октября 2014. Архивировано 5 декабря 2012 года.


Ссылки
Downgrade Counter