WikiSort.ru - Космос

Грузовой корабль «ATV»
ATV
Описание
Тип корабля	Грузовой космический корабль
Экипаж	Беспилотный
Полезная нагрузка	7500 кг[1]
Диаметр	4,5 м[1]
Длина	10,3 м[1]
Масса	20,75 т[1]

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). Также с помощью двигателей АГК осуществляется коррекция орбиты МКС. АГК предназначен также для освобождения МКС от отработанных материалов и мусора. Это самый сложный космический корабль, когда-либо создававшийся европейскими странами.

Первый автоматический грузовой космический корабль отправился в полёт к МКС 9 марта 2008 года^[2], последний был затоплен 15 февраля 2015 года^[3]. Всего было запущено пять кораблей.

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 «Фри́дом» (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. Россия, на момент присоединения к программе МКС, имела в своём арсенале все необходимые системы и модули (ТКС и т. д.) для быстрого введения в эксплуатацию новой международной космической станции, однако США старались по максимуму ограничить использование российских космических технологий при создании МКС. 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^[en].

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 модуля, 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.

Система автоматической стыковки является уникальной европейской разработкой и имеет более высокую степень автоматизации, чем автоматическая система стыковки российского грузового корабля «Прогресс».

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.

Тестирование автоматической системы стыковки проводились в помещении длиной 300 метров на предприятии DGA (Delegation Generale pour l’Armement) около Версаля (Франция).

Европейский грузовой корабль способен доставить на МКС до 7,1 тонн 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^[4]. 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 получил имя Жоржа Леметра, запущен 29 июля 2014 года^[5].

Основные технические характеристики

Размеры:

• Длина: 10,77 м
• Внешний диаметр: 4,48 м
• Внутренний диаметр: 3,94 м
• Герметичный объём: 45 м³

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)

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 м³. 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

Обзор миссий

«Жюль Верн»

Основная статья: Жюль Верн (грузовой космический корабль)

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^[18]. 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^[19].

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» (Orbital Sciences Corporation).

Герметичный отсек частного грузового корабля Сигнус компании Orbital Sciences Corporation создан с использовании наработок ATV итальянской компанией Thales Alenia Space.

В новом корабле НАСА «Орион» будет использоваться модернизированная версия ATV в виде сервисного модуля^[en]. К восьми двигателям ATV суммарной тягой 490 ньютонов^[30] 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^[31].

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 (Править)
Название	ТКС	Прогресс	ATV	HTV	Dragon	Cygnus	Тяньчжоу (天舟)
Разработчик	ОКБ-52	> РКК «Энергия»	ЕКА	Jaxa	SpaceX	Orbital	CNSA
Логотип
Внешний вид
Первый полет	15 декабря 1976	20 января 1978	9 марта 2008	10 сентября 2009	8 декабря 2010	18 сентября 2013	20 апреля 2017
Последний полет	27 сентября 1985 (полёты прекращены)	16 ноября 2018 (Прогресс МС)	29 июля 2014 (полёты прекращены)	22 сентября 2018	5 декабря 2018	17 ноября 2018	20 апреля 2017
Всего полетов (неудачных)	8	162 (3 из-за ракеты-носителя)	5	7	18 (1 из-за ракеты-носителя)	11 (1 из-за ракеты-носителя)	1
Габариты	13,2 м длина 4,1 м ширина 49,88 м³ объём	7,48—7,2 м длина 2,72 м ширина 7,6 м³ объём	10,7 м длина 4,5 м ширина 48 м³ объём	10 м длина 4,4 м ширина 14 м³ объём (герметичный)	7,2 м длина 3,66 м ширина 11 м³ объём (герметичный), 14—34 м³ объём (не герметичный)	5,14—6,25 м длина 3,07 м ширина 18,9—27 м³ объём	9 м длина 3,35 м ширина 15 м³ объём
Многоразовость	да, частичная	нет	нет	нет	да, частичная	нет	нет
Масса, кг	21 620 кг (стартовая)	7 150 кг (стартовая)	20 700 кг (стартовая)	10 500 кг (сухая) 16 500 кг (стартовая)	4 200 кг (сухая) 7 100 кг (стартовая)	1 500 кг (сухая) 1 800 кг (сухая улучшенный)	13 500 кг (стартовая)
Полезная нагрузка, кг	12 600 кг	2 500 кг (Прогресс МС)	7 670 кг	6 200 кг	3 310 кг	2 000 3 500 кг (улучшенный)	6 500 кг
Возвращение груза, кг	500 кг	утилизация	утилизация до 6500 кг	утилизация	до 2 500 кг	утилизация 1 200 кг	утилизация
Время полёта в составе ОС	до 90 суток	до 180 суток	до 190 суток	до 30 суток	до 720 суток	до 720 суток	—
Время полёта до стыковки	до 4 суток	до 4 суток	—	до 4,5 суток	—	—	—
Ракета-носитель	Протон-K	Союз-У (Союз-У2) Союз-ФГ Союз-2.1а	Ариан-5 ES	H-IIB	Falcon 9	Антарес Атлас-5 401	Чанчжэн-7
Описание	Доставка грузов на орбитальную станцию «Алмаз». В виде автоматического грузового корабля стыковался к орбитальным станциям «Салют». Первоначально разрабатывался как пилотируемый корабль.	Применяется для снабжения МКС, корректировки орбиты МКС. Первоначально использовался для советских и российских космических станций.	Использовался для снабжения МКС, корректировки орбиты МКС.	Используется для снабжения МКС.	Частный частично многоразовый космический корабль, в рамках программы COTS, предназначенный для доставки и возвращения полезного груза.	Частный космический корабль снабжения, в рамках программы COTS. Предназначен для снабжения МКС.	Доставка грузов к Тяньгун-2 и к Модульной космической станции. Создан на основе космической лаборатории «Тяньгун-2»

См. также

Автоматические беспилотные грузовые космические корабли:

• «Прогресс» — российский
• H-II Transfer Vehicle — японский
• Dragon SpaceX — разработан компанией SpaceX
• «Сигнус» — разработан компанией Orbital Sciences Corporation

Примечания

Ссылки

	Автоматический грузовой корабль (ЕКА) на Викискладе

• ЦУП Федерального космического агентства: ATV
• Station-bound freighter poised for critical practices (англ.)
• Jules Verne practices close approach to space station (англ.)
• Europe’s new cargo freighter safely docks to space station (англ.)
• Блог ЕКА освещающий ATV (англ.)
• Брошюра ЕКА посвященная ATV. История, миссии, будущее (англ.)