Prijevozni teretni brod "Progres": izmjene, karakteristike

Progress je transportna letjelica, koja se u orbitu uglavnom stavlja u vozilo Soyuz. Ranije se koristila za opskrbu sovjetskih postaja Salyut i Mir, a sada isporučuje teret, raketno gorivo, vodu i komprimirane plinove na ISS 3-4 puta godišnje.

Prvo lansiranje letjelice Progress održano je 1978. godine. Tada je isporuka provedena na sovjetsku svemirsku stanicu Salyut-6. Od tada se teretni brod mijenjao nekoliko puta, a nekoliko se generacija promijenilo, prije no što se pojavio moderni transportni zrakoplov Progres-MC.

Program leta

Teretni bespilotni teretni brod lansiran je u orbitu lansirnim vozilom Sojuz-U, ali se postupno stavlja van pogona. Ubuduće, Soyuz-2 će biti odgovoran za dostavu napretka ISS-u.

Brod može pristati s bilo kojom lukom ruskog dijela Međunarodne svemirske postaje. Nakon spajanja i sigurnog pričvršćenja, posada otvara otvor za istovar. Budući da astronauti mogu doseći napredak u orbiti, brod je klasificiran kao posada, iako je lansiran bez ljudi.

Sve isporučeno je iskrcano na ISS-u. Prijevoz posade, kisika i plinovitog dušika proizvodi se radi povećanja tlaka u atmosferi svemirske stanice, a voda i raketno gorivo prevoze se posebnim transportnim sustavima u spremnike instalirane u ruskom segmentu.

Zatim je "Progres" opterećen krhotinama i nepotrebnim predmetima, otvor je zatvoren, a brod ukopan. zrakoplov nema termičku zaštitu i samodestruktivan povratak u atmosferu dovršavajući svoj let.

Brod napretka: karakteristike

Svemirska letjelica koju proizvodi RSC Energia sastoji se od tri odjeljka: instrumentalno-modularnih, komponenti za opskrbu gorivom (umjesto vozila Soyuz) i zatvorenog teretnog modula s priključnom jedinicom i sustavom za isporuku raketnog goriva. Brod ima lansirnu težinu do 7200 kg, ima 7,23 m duljine i maksimalni promjer 2,72 m. Promjer teretnog prostora je 2,2 m.

Progress može nositi do 1.800 kg suhog tereta, 420 litara vode, 50 kg zraka ili kisika i 850 kg raketnog goriva. Za povratno putovanje brod može opteretiti od 1000 do 1600 kg smeća i 400 kg tekućeg otpada. Vozilo, potpuno raspoređeno u orbiti, široko je 10,6 metara.

Progress je certificiran za boravak u prostoru do 6 mjeseci. Prema rasporedu letova, neposredno prije lansiranja sljedećeg broda za prijevoz tereta, uređaj je isključen iz stanice, oslobađajući priključnu luku. Prethodno, Napredak nakon isporuke obavio je mnoge dodatne zadatke, uključujući znanstvene eksperimente i tehničke demonstracije u svemiru. Za razliku od "Unije", transportni brod nije u stanju razdvojiti svoje module, jer nije namijenjen preživljavanju.

Prtljažni prostor

Umjesto silaznog vozila, brod Progress ima modul za dopunjavanje dijelova goriva, koji sadrži 4 spremnika za gorivo napunjena asimetričnim dimetil hidrazinskim gorivom (heptil) i oksidans (dušikov tetroksid).

Osim toga, u odjeljku se nalaze 2 spremnika vode u kojima možete isporučiti do 420 kg vode na Međunarodnu svemirsku stanicu i prikupiti do 400 kg tekućeg otpada (otpadne vode i urina). Osim toga, modul za punjenje gorivom opremljen je sferičnim plinskim cilindrima koji drže do 50 kg stlačenog kisika, dušika ili zraka.

Raketno gorivo ispušta se kroz priključke sučelja za spajanje, odakle ulazi u ISS sustav goriva preko adaptera. Kako bi se izbjegla kontaminacija, cijevi za gorivo se ispiru nakon upotrebe. Oni ne prolaze kroz naseljene odjeljke svemirske stanice, tako da članovi posade ne dolaze u dodir s otrovnim kemikalijama.

Spremnici za plin nalaze se i izvan modula posade, tako da svako curenje neće dovesti do ispuštanja plina u atmosferu ISS-a.

Odjeljak za instrumentalne jedinice

Dizajn ovog modula identičan je Soyuzu, ali ima malo drugačiju konfiguraciju. Uključuje pogonski sustav, sustav napajanja i senzore, kao i ugrađena računala. U zatvorenoj posudi ugrađuju se sustavi za osiguravanje toplinskih uvjeta, napajanja, komunikacija, telemetrije i navigacije. Nepogodni dio odjeljka s instrumentima uključuje glavni motor i pogonski sustav za tekuće gorivo.

Elektrana se koristi za manevriranje usmjeravanja, približavanje za pristajanje i podešavanje orbite, kao i za davanje kočionog impulsa za uklanjanje orbite. Svemirska letjelica Progress-M opremljena je sustavom pogona KTDU-80 za korektivnu kočnicu. Sadrži 4 sferna spremnika koji mogu držati do 880 kg UDMH (heptil) i dušikov tetroksid N ₂ O ₄ . Glavni motor C5.80 može raditi s tri razine potiska. Nominalni potisak iznosi 2950 N. KTDU-80 teži 310 kg i daje pojačanje za 326-286 s. Motor radi pod tlakom u komori od 8,8 bara. KTDU-80 ima duljinu promjera 1,2 mi 2,1 m.

Uz svoju glavnu elektranu, Progress je opremljen s 28 višesmjernih motora za kontrolu kretanja, a svaki potisak ima 130 N. KDDU uključuje 4 spremnika za gorivo i 4 spremnika s komprimiranim plinom helija za povećanje tlaka u njima. Heptil i oksidans koji ostaju neiskorišteni nakon pristajanja s ISS-om, popunjavaju rezerve svemirske postaje (s izuzetkom volumena potrebnog za kočenje).

Ukupna količina raketnog goriva može varirati od 185 do 250 kg. Za korekciju orbite, Progress koristi četiri ili osam svojih potisnika za orijentacijsku kontrolu usmjerenu u pravom smjeru. Glavni motori, u pravilu, ne služe za to, jer bi se time stvorilo opterećenje na sučelju za spajanje između ISS-a i transportnog broda.

Modul instrumenta ima sustav napajanja koji se sastoji od dvije solarne baterije koje se otvaraju kada se uređaj nalazi u orbiti. Raspon baterije je 10,6 m. Osim toga, sustav napajanja ima ugrađene baterije.

U odjeljku s instrumentima nalazi se glavno računalo za letenje, koje je odgovorno za sve aspekte misije. Nakon nedavnog ažuriranja, Progress je opremljen digitalnim računalom CVM-101 i digitalnim telemetrijskim sustavom MBITS. Novo računalo je 60 kg lakše od starog Argona-16. Prijelaz na digitalni sustav omogućio je brodu da nosi 75 kg dodatnog tereta.

Sva avioni su smješteni u hermetičkom odjeljku za instrumente vozila Progress, što je dva puta duže nego u Soyuzu, jer se tu nalazi oprema koja se nalazila u zrakoplovu s posadom u modulu za spajanje.

Letačka misija

Napredak je pokrenut na Soyuz-U raketi (i Soyuz-2 od 2014.), koja je dostavlja na određenu orbitu u manje od 9 minuta. Nakon odvajanja od akceleratora za spuštanje, svemirska letjelica postavlja svoje solarne baterije i komunikacijske antene kako bi dovršila proces ulaska u željenu putanju leta. Nakon toga, Progress započinje standardni postupak pristupa s 34 okreta s Međunarodnom svemirskom stanicom. Dostupna je i ubrzana verzija pristajanja s ISS-om u samo 4 okreta, ali to zahtijeva određenu dinamiku i precizno lansiranje u orbitu pokretnim vozilom.

Dok se približava svemirskoj stanici, Progress vrši korekcije putanje, povećava visinu leta i smanjuje udaljenost. Istovremeno, prijevozni teretni brod obavlja manevre koji pripremaju osnovu za automatsko pristajanje. Ovaj postupak počinje na velikoj udaljenosti od ISS-a. Progress koristi radijski sustav CURS, koji komunicira sa svojim kolegom na svemirskoj stanici, kako bi se računalo približilo navigacijskim podacima. Zbog toga, tijekom izleta brod manevrira i prilagođava stazu.

Na udaljenosti od 400 m, posada na brodu ISS može daljinski upravljati transportnim brodom koristeći TORU sustav, koji u slučaju kvara automatizacije omogućuje ručno spajanje.

Kada se Progress približava Međunarodnoj svemirskoj stanici, počinje se odmicati u odnosu na svoju postaju za pristajanje. Nakon niveliranja, transportni brod ostaje na udaljenosti od 200 m, čekajući završetak kratkog pripremnog razdoblja, tijekom kojeg posada provjerava poravnanje i sustave zrakoplova. Nakon što se sve provjeri, Progress nastavlja pristup i lagano pokreće svoje potisnike za privez pri brzini od 0,1 m / s. Nakon mekog pristajanja, brave se blokiraju, tvoreći sigurno pričvršćenje dva zrakoplova, a zatim počinje standardna jednosatna provjera nepropusnosti veze. Poslije toga, posada može otvoriti poklopac letjelice kako bi započela istovar i utovar.

Dok je Progress usidren, posada ga oslobađa, prebacujući predmete na stanicu. Gorivo se crpi pomoću naredbe sa Zemlje, a voda se zapovijeda s upravljačke ploče teretnog modula. Turbinski plinovi u nastanjivim odjeljcima ispuštaju se izravno unutar transportnog broda i tako ulaze u ISS. Nakon utovara smeća i tekućeg otpada, poklopac se zatvara i Progress je odspojen.

Teretni brod može ili završiti dodatnu misiju za nekoliko tjedana ili se pripremiti za brži završetak leta. Kada se zadatak letjelice u orbiti dovrši, njegovi motori počinju kočiti i sagorijevaju u atmosferi preko Tihog oceana, tako da preostali dijelovi mogu pasti daleko od naseljenih područja.

„Napredak-M1»

Ova takozvana modifikacija goriva na letjelici Progress posebno je dizajnirana za Međunarodnu svemirsku stanicu. RSC Energia je prepakirala središnji pretinac za punjenje goriva kako bi osigurala više goriva za ISS. Dodatni spremnici za gorivo bili su smješteni u središnjem odjeljku zbog vodenih spremnika koji su se pomicali prema prednjem dijelu posude. 12 spremnika s mješavinom dušika i kisika za atmosferu u postaji preselilo se na vanjsku stranu broda oko "vrata" između modula tereta i goriva.

Uveden je i novi digitalni sustav kontrole leta, pristupa i pristajanja KURS-MM, koji je zamijenio prethodnu verziju.

Prvi let M1 održan je 1. veljače 2000. godine na svemirskoj stanici Mir. A 6. kolovoza 2000. napravljeno je prvo lansiranje teretnog broda Progress na ISS.

"Progress-M2"

Od 1980. godine Energia razvija novu, veću modifikaciju transportnog broda s proširenim modulom tereta. Zrakoplov je isporučen u svemir pomoću rakete Zenith, koja je mogla spustiti do 10-13 tona tereta na nisku zemljanu orbitu. Inicijalni planovi uključivali su lansiranje s kozmodroma Plesetsk u orbitu visokih padina (62 stupnja u odnosu na ekvator) namijenjenu postaji Mir-2.

Raspad SSSR-a u biti je uništio sve planove za korištenje Zenitha kao rakete za ruski svemirski program s ljudskim poslom, jer je proizveden u neovisnoj Ukrajini.

Kasnije je RSC Energia planirala koristiti M2 kao isporučni brod za ISS, međutim, politički i financijski problemi zaustavili su projekt dugi niz godina.

Krajem 1990-ih, kada su se rusko-ukrajinski odnosi stabilizirali, RSC Energia je pokušala obnoviti projekt na temelju Progress-M2. Objavljeni projekti modula Enterprise i mogući budući rusko-ukrajinski odjeljci za ISS mogli bi koristiti hardver razvijen za ovaj projekt.

Napredak MM

Prvi put predstavljen 2008. godine, modifikacija transportnog teretnog broda dobila je moderni digitalni sustav kontrole leta TsVN-101, koji je zamijenio zastarjeli računalni Argon-16. Također, na brodu se pojavio novi minijaturni radiotelemetrijski sustav MBITS. Ta poboljšanja omogućila su bržu i učinkovitiju kontrolu leta, smanjivši ukupnu masu avionike za 75 kg i smanjivši broj modula za petnaest jedinica.

„Napredak-MC»

Teretna letjelica nove generacije prvi put je lansirana 21. prosinca 2015. Modernizacija proizvodnje vozila Progress, koja je također dotaknula pilotske, uglavnom zahvaćene komunikacijske i navigacijske sustave, zamijenjena je modernom elektronikom. Letjelica je opremljena novim navigacijskim sustavima (CURS), radio komunikacijama (ECTS) i pozicioniranjem (GPS / GLONASS), kao i komunikacijskom linijom za određivanje relativnog kretanja. Te promjene nisu bitno utjecale na izgled Progress programa, s iznimkom broja antena koje su postavljene na transportnom brodu i instalacije vanjskih nosača za CubeSat satelite.

Uređaj je sposoban za transport tereta u nepropusnom prtljažniku i isporuku goriva, vode i komprimiranih plinova u svemirsku stanicu.

Progress-MC je razvijen za lansiranje na obnovljenu raketu Soyuz-2-1A, koja je omogućila brodu da isporuči veliku nosivost ISS-u. Uređaj je još uvijek kompatibilan sa Soyuz-U, koji postupno ustupa novu verziju, izmjenjujući letove između njih, tako da se problemi mogu riješiti bez značajnog prekida opskrbnog lanca. Svemirska letjelica Progress može pristati u bilo kojoj luci ruskog segmenta ISS-a, ali se u tu svrhu najčešće koriste Pirs-modul i luka za usluge Zvezde.

7. kolovoza 2017. Roscosmos je najavio uspješan završetak testiranja leta.

Tečaj za modernizaciju

Tijekom prijelaza iz verzije MM u MS, brod se samo neznatno promijenio, ali nije doživio značajne promjene od uvođenja uređaja 1970-ih godina, iako postoje neke značajne razlike unutar njega.

Ruski svemirski program ima jedinstvenu prigodu za uvođenje novih sustava na bespilotnom vozilu te, nakon temeljite provjere, uvodi ih na Sojuz.

Treba napomenuti da se promjene u proizvodnji raketa ne provode odmah. Modernizacija se provodi dosljedno, a ponekad se kombiniraju novi i stari sustavi kako bi se mogla iskoristiti vrijeme testirana tehnologija koja je ostavljena kao rezerva u slučaju problema. Isto se događa s nadogradnjom broda Progress-MM na MS verziju. Budući da Soyuz prelazi iz TMA-M verzije u MS za otprilike pola godine, to omogućuje identificiranje i ispravljanje svih nedostataka na letjelici bez posade, čime se smanjuje ukupni rizik.

ECTS-TCA

Modernizacija uključuje zamjenu Kvant-V radio komunikacijskog sustava proizvedenog u Ukrajini s jedinstvenim telemetrijskim sustavom ECTS-TKA. Zbog toga je Rusija počela samostalno kontrolirati proizvodnju antena, hranilica i komunikacijske elektronike. Osim toga, novi sustav za telemetriju i naredbe može koristiti Luch geostacionarne komunikacijske satelite za ponovno slanje telemetrije na zemlju i primanje reemitiranih naredbi na dijelovima orbite koji su izvan vidokruga ruskih zemaljskih postaja Klen-R koje djeluju u Moskvi i Železnogorsku.

Još jedno ažuriranje komunikacija bilo je uvođenje komunikacijske veze s svemirskom stanicom tijekom pristupa, pružajući relativnu navigaciju kao dodatni izvor navigacijskih podataka. Progress-MS je opremljen GPS i GLONASS prijamnicima za točno određivanje vremena, izračunavanje vektora stanja i određivanje orbite, omogućujući preciznije izračunavanje impulsa pokretanja motora, više se ne oslanjajući na praćenje radara, što je moguće samo uz prolaz zemaljskih postaja. 100% pokrivenost osigurat će ulaz u drugu zemaljsku stanicu koja se nalazi na kosmodromu Vostochny.

TV sustav

Transportni teretni brod Progress-MS opremljen je poboljšanim sustavom kamera i koristi digitalni prijenos kako bi se osigurala bolja kvaliteta slike ISS-u i Centru za kontrolu misije, što je potrebno za kontrolu procesa konvergencije i preklapanja videozapisa i podataka za daljinsko upravljanje letjelicom ( ako je potrebno).

Poboljšanja sustava upravljanja letom, ugrađenog softvera i komunikacijskih sustava omogućila su prelazak s analognog na digitalni video prijenos, što je poboljšalo kvalitetu slike tijekom priveza.

Upravljanje prometom i navigacijski sustav

U najnovijoj generaciji ruskih brodova Progress i Soyuz, navigacija se znatno poboljšala. Radio sustav KURS-A zamijenio je novi digitalni KURS-NA.

TEČAJ omogućuje letjelicama izvođenje prilaza, privez i pristajanje u automatskom načinu rada. U tom slučaju, signali koji se šalju od ciljne stanice primaju se od nekoliko antena i koriste se za određivanje putanje i kutove nagiba za dalekosežni pristup, počevši od 200 km, kao i kut nagiba, smjera i pogleda, udaljenosti i brzine prilaza za vrijeme priveza. Zamijenjene su sve komponente ukrajinske proizvodnje, a ukupna redukcija težine postignuta je uz istovremeno povećanje njezinih mogućnosti. KURS-NA treba samo jednu antenu i pruža točnija mjerenja, omogućujući potpuno automatizirano pristajanje letjelice Progress ili Soyuz s ISS-om.

Ostala poboljšanja

Mehanizmi za lansiranje CubeSat satelita u orbitu pojavili su se na vanjskoj površini letjelica. Izvan svakog odjeljka sada se može transportirati do četiri spremnika za pokretanje malih satelita. Osim toga, s vanjske strane Progress-MC-a instalirana je dodatna zaštita teretnog prostora od mikrometeoroida i svemirskih ostataka. Kako bi se povećala pouzdanost letjelica, mehanizam za spajanje bio je opremljen rezervnim pogonom.