Рассчитаны оптимальные маневры для нового российского пилотируемого корабля
Российские инженеры разработали алгоритм, который позволит повысить точность управления двигателями ориентации перспективного транспортного корабля нового поколения (ПТК НП). Моделирование будет подсказывать оптимальную траекторию движения и способы по сокращению расхода топлива во время космического полета на окололунную орбиту или к будущей Российской орбитальной станции (РОС).
ПТК НП будет иметь два маршевых двигателя, которые смогут развивать тягу в 20 000 Н, которая нужна для выдачи импульса при возвращении аппарата с окололунной орбиты на Землю. Помимо этого, у корабля будет 30 двигателей ориентации тягой по 248 Н. Они будут использованы для ориентации, маневрирования и коррекции орбиты ПТК НП как в автономном полете, так и после стыковки с РОС — так же, как у кораблей «Союз» и «Прогресс». Все эти двигатели расположены в двигательном отсеке.
В отличие от предыдущих кораблей, на ПТК есть возможность индивидуального управления каждым двигателем. Специалисты МФТИ и РКК «Энергия» создали алгоритм, который будет автоматически рассчитывать наилучшее сочетание силовых установок, их тягу и продолжительность выдаваемого импульса на основе данных о положении аппарата в пространстве. Это позволит оптимизировать управление кораблем, в частности, более экономно выполнять маневры и коррекции траектории движения, поскольку индивидуальное управление двигателями позволит значительно снизить расход топлива и более точно регулировать скорость аппарата.
Все это будет способствовать увеличению срока ресурс оборудования. Система управления сможет использовать любую комбинацию двигателей в зависимости от задачи, но не более 15 одновременно. Кроме того, разработанные алгоритмы расширят возможности резервирования двигателей: получится вводить ограничения на использование некоторых установок в случае их неисправности.
Сценарии работы двигателей будут обновляться каждые 0,2 секунды благодаря постоянным расчетам бортового компьютера. Как отмечают разработчики, новый алгоритм работы позволит управлять не только перемещением центра тяжести, но и угловыми движениями, что существенно повысит маневренность корабля. Сходные алгоритмы управления могут использоваться и на других космических аппаратах, в том числе для стыковки модулей при строительстве РОС.
ПТК НП будет доставлять экипажи и грузы на перспективную РОС, а также во время пилотируемых полетов российских космонавтов на Луну. По данным РКК «Энергия», корабль сможет оставаться пристыкованным к станции около 1 года, а на окололунной орбите пребывать около 180 суток. В автономном полете на околоземной орбите он сможет продержаться до 30 суток, а на окололунной — до 10 суток.
Ранее специалисты из МФТИ представили прототип аккумуляторной батареи для ПТК НП. Разработка весит меньше аналогов и ее удельная емкость на 10% эффективнее аналога, созданного компанией SpaceX для кораблей Dragon.
