NASA vezérli ezredmásodperc hogy elkerülje az ütközést űrszemét

Keringő mintegy 400 kilométeres magasságban minket Nemzetközi Űrállomás - az egyik legbonyolultabb és legköltségesebb mérnöki projekt az emberiség történetében. Az állomás tömege 400 tonna, és a méretei valamivel nagyobbak, mint a méret a területen egyetemi futball. Annak az összeszerelést végző tucat bevezetések Oroszország és az Egyesült Államok (beleértve 37 űrsikló), valamint több mint 155 értékesítési az űrhajósok és űrhajósok az űrbe - ami kétszer több, mint az összes űrsétát idején.

Hasonlítsuk össze a méretét az ISS és az amerikai futball területén

Az építési és elindítása az ISS költsége az emberiség mintegy 150 milliárd dollárt, és 13 éves. És ebben a pillanatban valahol a magasban a fejünk, hat ember dolgozik a térben. Természetesen, az állomás nem csak lógni ott mozdulatlanul. Önmagában az ISS pályáját általában csökken ellenállása miatt a légkör - a sebesség csökkenése mintegy 2 km-re évente - így az állomás szükséges időről időre, hogy álljon, hogy segítsen neki, hogy maradjon meg a kívánt magasságot. Ráadásul mindezt hatalmas szerkezet meglehetősen mobil - lehet mozgatni, forgatni, és megdöntve három dimenzióban érdekében, hogy elkerüljük az ütközést űrszemét. Szóval hogyan lehet kezelni mozogni 400 tonna elég törékeny ISS ha például mozgó egy aszteroida?

Földi irányító Major Tom

ISS Control Room

Annak érdekében, hogy kitaláljuk, hogyan mozog az állomás a pályára, én gördült a Johnson Space Center, és találkozott Josh Parris (Josh Parris). Parris - az egyik ember ül a konzolt az ISS küldetés vezérlő helyiség. Tény, hogy a pozíciót hívják TOPO - műveleti vezetői a röppálya (röppálya Operations Officer). Ahogy azt már, mivel a korai napjaiban emberes repülést, az emberek megszálló ezekben a pozíciókban a sok tapasztalat és kiterjedt ismeretek - Parris és kollégái éveket töltött képzési keresni a jogot, hogy üljön „élén” az ISS-en.

„Mik ezek a roncsok?” - Kérdeztem - „Ez annak köszönhető, hogy a kínai kísérletek a megsemmisítése a műhold?”
„Ahhoz, hogy nagy mértékben, igen” - reagál Parris, - „Emellett nagy mennyiségű törmelék maradt egy ütközés után a műholdak Cosmos és Iridium. Megjegyzendő, hogy ezek a töredékek - van valami, hogy már lement a magassága a pályára. Nagyobb magasságokban is tele van szeméttel, ami ránk. "
„És kik ezek a pályák? Van egy nagy számítógép által generált térkép, gyönyörű grafika, mint a filmekben? "
„Ezek a srácok foglalkoznak USSTRATCOM [Strategic Command az amerikai fegyveres erők. - prim.per] a Vandenberg Air Force Base, „-. Parris mondta. „Azt állítják, a könyvtár összes ismert darab űrszemét, és háromszor egy nap, akkor összehasonlítjuk az ISS pályáját a katalógus adatokat. Úgy, hogy jelezzék a veszélyes találkozások "

Közeli találkozás? Úgy hangzik, ijesztő. Megkérdeztem Parris többet mondani, és ez azzal magyarázható, hogy létezik az egész ISS „védő kerülete” rovatban formában pizza négy kilométerre mérete magasság (2 km-re felfelé és lefelé az állomás), és 25 km hosszúságú és szélességű. Ha az egyik törmelék esik ez a kerület, USSTRATCOM értesíti a NASA.

A fő kijelző mutatja a helyzetét és pályája az ISS és a fő földi állomásokat tálaljuk

Az üzemeltetők nyomon követni mindent, hogy megy ez a „pizza dobozok”, és kiszámítja az ütközés valószínűsége az egyes objektumokkal. Minden objektum így kap veszélyességi osztályba alapján az ütközés valószínűsége. Tárgyak ütközés esélyt 1/10000 és 1/100000 adni „sárga” szinten. Repülési szabályok előírják, hogy mozog az állomás bekövetkezés esetén az ilyen tárgyak, kivéve, ha ez a manőver nem befolyásolja a jelenlegi program - például, ha köszönhető, hogy a manőver elveszti a képességét, hogy fut az Unió időben. Red veszélyességi szintje nyilvánítják bármely tárgy, az ütközés valószínűsége, amellyel tól 1 (100%) a 1/10000. Ilyen esetekben a szabályok szigorúbb - állomás szükségszerűen kell mozgatni, kivéve, ha a mozgás nem veszélyesebb, mint a darab törmelék (például, ha az ISS megsérült eszközök, és a manőver mozgó állomás fájt neki még több).

Gyorsítók és gyrodynes

ISS, a méret és a törékeny, igen mozgékonyak. Fel van szerelve négy Gyrodyne (ellenőrző Momentum Gyros - CMG), amely lehetővé teszi, hogy módosítsa a magasságot. Mert gyrodynes felelős személy, akiknek a helyzete az úgynevezett ADCO (magasság meghatározása és szabályozása igazgató), és amely segít eldönteni, hogyan érdemes TOPO ütközések elkerülése törmeléket.

Munkahely ADCO. Megjegyzés: a baseball ütő - magasságállítás

Ezen kívül az állomáson több készlet gyorsítók, lehetővé téve, hogy mozgatni és forgatni. Zvezda szolgáltató modul felszerelt gyorsítók; gyorsítók szintén hajókon dokkolt az állomásra (például, progresszió). Egy tipikus elkerülő manőver állomás tipikusan egy delta-V értéke nagyságrendileg 1 m / s.

Az egyik fontos paraméterek, amelyek esetében szükséges, hogy kövesse - a súlya a állomás, valamint a pontos mennyiségét vontatási eléréséhez szükséges a kívánt delta-V, független a mozgott tömeges. Alapvetően állomás tömeg változásáról amikor dock, illetve elrejtéséhez hajókat. Az érték a V-delta, elért egy manőver közben, túl kicsi ahhoz, hogy hatással van a napi munka a személyzet - tudják, mikor kell manőverezni, de a mozgás maga vezérli a Földtől, és a személyzet nem kell semmit tennie.

„Azaz, nem ül ott joystick, kormány állomás?”
„Nem” - nevetett Parris - „Minden ellenőrzött teljesen a földön.”

Tehát, ha néhány darab törmelék tartozik egy kód sárga vagy piros, akkor itt az ideje cselekedni. Az 28,5 órával a legközelebbi pontja megközelítés az állomásra, az üzemeltetők kezdeni elkerülő manőver tervezési folyamatban. De miért éppen 28,5 óra? Megjelenésében egy meglehetősen furcsa szám. „Turn biztosítja az orosz szegmens az állomás” - magyarázza Parris. „Mivel az idő közötti különbség Houston és az orosz TsUPom 28,5 óra - ez elég ahhoz, hogy a szakértők Oroszországban tették az úgynevezett folyamatábra - pontos szekvenciáját szükséges intézkedéseket az adott manőver, amely továbbítja az állomásra. Nos, amellett a kínálat hagy el több időt vesztegetni követését. "

TOPO együtt szakemberek ballisztikai Oroszország meghatározza azokat a paramétereket elegendő a szórás, beleértve egy delta-V értéket. Ezután kötődnek USSTRATCOM annak biztosítására, hogy a tervezett manőver lehetővé tette, hogy kikerülje a veszélyes töredékek, de ugyanakkor nem vezeti őket, hogy az utat a mozgását más tárgyat. Amikor végre manővert kell végrehajtani, az ő feladata állomás számítógépek, és a szakértők a világon csak nézni a haladás, a folyamatot. Tehát valójában nem lehet csak megragad a kormánykerék és az ISS „kormányzott” - mozdulatai után végezzük a gondos tervezés és elindítása olyan motor mindig csak akkor automatikusan, összhangban a programban.

legrosszabb esetben

Ha úgy érzi, hogy a folyamat túl bonyolult a fent leírt, ne feledje, hogy a tét az emberek életét. „Ha állunk szemben az egyik lánctalpas tárgyak, ez vezethet a veszteség az állomás” - mondta Parris. „ISS mozog egy ilyen nagy sebességű [mintegy 7,6 km / s, - prim.per.]. hogy minden konfrontáció lesz a katasztrófa. " Az alsó határ a méret a lánctalpas űrszemét 10 centiméter. És igen - a „veszteség az állomás”, ez pontosan mit gondol. Egy elég nagy darab szemetet nem csak kárt-berendezésekről, hanem vezet a halál a legénység.

Szerencsére Parris értékeli adataink a romok több mint 10 cm-rel az állomás pályáját teljes. „Ezen túlmenően, az állomáson egy pajzs [sajnálom, hogy nem kényszeríti területeken, -. Prim.per] elleni védelemre mikrometeoritok, és egyéb ilyen dolgok. Sajnos, a szakítószilárdsága a táblák és a minimális méretére törmeléket, hogy meg tudunk figyelni, van egy kis különbség. Azonban mi mindent megteszünk, hogy megakadályozzák a rendkívüli helyzetek ".

Próbált nem néz ki túl sötét, kíváncsi voltam, hogy mi fog történni a legrosszabb esetben - ha a NASA megtudja, hogy fenyegeti ISS váratlan ütközés. Leggyakrabban USSTRACOM személyzet ad NASA háromnapos figyelmeztetés a lehetséges ütközések, de néha lehet, hogy kimaradt valami. „Általában, akkor megtalálja a módját, hogy repül át valamit, ami tudjuk, hogy előre” - magyarázza Parris. De ha nem kell 28,5 órát dolgozik munkatársaival Oroszországot, hogy kitérő manővereket, tudják végrehajtani az úgynevezett PDAM - Predrasschitanny kikerülő manőverre Flinders (Előre törmelék kikerülési manőver). Ez a műsoros manőver húzódó delta-V mintegy 0,5 m / s, ami lehet nagyon gyorsan. Végül, még ha ez nem hajtható végre - például, ha azt tenné az ISS az útját bármely más törmelék darab - az állomás személyzete ül a dokkolt Szojuz és megvárja az ütközést, és készen evakuálás, ha szükséges . Attól a pillanattól kezdve, amikor az állomás jött az első ember, ezt az eljárást kellett tölteni háromszor.

Nap nap után

Ha TOPO nem folytat helyzetét meghatározó állomás képest némi törmeléket, ő elfoglalt száz más dolog. „Ha nem tartanak számon a törmeléket - most, úgy tűnik, csak egy ilyen nyugodt - már számos feladatot minden nap a héten, amit teljesítenie kell. Már mondtuk, hogy nyomon követi a pontos helyzetét az állomásra, így dolgozunk különböző TsUPami, főleg középen repülés dinamikája Goddard. " Parris kifejtette, hogy TOPO ellátási emberek Goddard információt a pontos helyét az állomás különböző NASA nyomkövető rendszer pontosan pozícionálni az antennát.

Parris a munkahelyén

Általában, kivéve a kikerülő manőverekre tervezés, TOPO feladat főként passzív ellenőrzés. A munkahelyén Parris és kollégái dolgoznak három monitor. „Az első képernyőn - a földi GPS adatokat. A bal oldalon, ahol láthatjuk három oszlop, összehasonlítjuk az adatokat a földi állomás telemetrikus adatokat. " Szükséges, hogy az összehasonlítást, ahol az ISS véleménye szerint ez ahhoz, amikor ez a véleménye az ellenőrző állomások. Közepes Monitor figyeli a térbeli helyzetét az ISS. „A grafikonok azt mutatják, a különbség a különböző adatforrások. Jellemzően mind úgy néznek ki, mint egy sima vonal „- mondta Parris.

A jobb oldalon a középső a monitor, az összehasonlító táblázatokat egy ablak, amely megmutatja az állapotát a berendezések az állomás, amely szükséges TOPO. Végül a jobb monitor szoftver, amely a NASA használ kiszámításához efemeriszadatok. „Felülről látható egy lista állomás mozgás vektorok, és az alsó - a katalógus összes efemeriszét, mi az ISS-en.” Parris is megjegyezte, hogy ha TOPO volt a folyamat dolgozik egy elkerülő manőver, a képernyő lenne egy teljesen más alkalmazásokkal. Számítógépek magukat - ez a szokásos PC, Linux operációs rendszert futtató (a repülésirányító szobába, ott is a számítógépek a Windows 7, de az alapvető vezérlő figyeli működnek Linux). Ez annak a következménye, azok első időkben, amikor minden konzol egyedi volt, és annak újrakonfigurálást tart órát, ha nem nappal.

Mi az eredmény?

ISS irányítóközpont a második emeleten az épület 30, Johnson Space Center, és az egyik a két szoba, amely egykor egy Apollo küldetés vezénylő (második szoba, a harmadik emeleten, helyreállt a körülbelül ugyanabban az állapotban, mint az idő Apollo küldetések, és akkor látogasson részeként a túra a Johnson space Center). Amikor elmentem, Parris már foglalt a munkahelyükön, a tanulás állomás paraméterei, repül tér, és szorosan figyeli lehetséges ütközések. Ez egy olyan munka, amely soha nem ér véget, és amely állandó éberséget követel.