Транспортни теретни брод "Прогрес": модификације, карактеристике

"Прогрес" је транспортна летелица, која се углавном ставља у орбиту покретним возилом "Сојуз". Раније је коришћена за снабдевање совјетских станица Салиут и Мир, а сада испоручује терет, ракетно гориво, воду и компримиране гасове на ИСС 3-4 пута годишње.

Прво лансирање летилице Прогресс одржано је 1978. године. Тада је испорука извршена на совјетску свемирску станицу Салиут-6. Од тада је теретни брод модификован неколико пута, и неколико генерација се променило, пре него што се појавио савремени транспортни авион Прогресс-МЦ.

Флигхт програм

Теретни беспилотни теретни брод лансиран је у орбиту лансирним возилом Сојуз-У, али се постепено ставља ван снаге. У будућности, Соиуз-2 ће бити одговоран за достављање прогреса ИСС-у.

Брод може пристати у било којој луци руског дијела Међународне свемирске станице. Након спајања и сигурног причвршћивања, посада отвара отвор за истовар. Пошто астронаути могу доћи до Прогреса у орбити, брод је класификован као посада, иако је лансиран без људи.

Све испоручено је искрцано на ИСС-у. За повећање притиска у атмосфери свемирске станице стварају се објекти посаде, кисеоника и гасовитог азота, а вода и ракетно гориво се транспортују специјалним транспортним системима до резервоара инсталираних у руском сегменту.

Тада је "Прогрес" оптерећен крхотинама и непотребним предметима, отвор је затворен, а брод одлијепљен. Аирцрафт нема термичку заштиту и самодеструктиван повратак у атмосферу, довршавајући свој лет.

Брод напредовања: карактеристике

Свемирска летелица коју производи РСЦ Енергиа састоји се од три преграде: инструментално-модуларне, компоненте за пуњење горива (уместо возила за спуштање Сојуза) и запечаћени теретни модул са прикључном јединицом и системом за испоруку ракетног горива. Брод има лансирну тежину до 7200 кг, има дужину од 7,23 м и максимални пречник 2,72 м. Пречник теретног простора је 2,2 м.

Прогресс је способан да превози до 1.800 кг сувог терета, 420 литара воде, 50 кг ваздуха или кисеоника, и 850 кг ракетног горива. За повратак брод може оптеретити од 1000 до 1600 кг смећа и 400 кг текућег отпада. Возило, потпуно распоређено у орбити, широко је 10,6 метара.

Прогресс је сертификован за боравак у простору до 6 месеци. Према распореду лета, непосредно пре лансирања следећег теретног брода, уређај се искључује са станице, ослобађајући прикључну луку. Претходно, Прогресс након испоруке је извршио многе додатне задатке, укључујући научне експерименте и техничке демонстрације у свемиру. За разлику од "Уније", транспортни брод није у стању да раздвоји своје модуле, јер није намењен преживљавању.

Царго баи

Умјесто спуштеног возила, брод Прогресс има модул за допуњавање компоненти за гориво, који садржи 4 спремника за гориво испуњена асиметричним диметил хидразинским горивом (хептил) и оксидант (тетроксид душика).

Поред тога, у одељку се налазе 2 резервоара за воду у којима можете испоручити до 420 кг воде на Међународну свемирску станицу и прикупити до 400 кг текућег отпада (отпадне воде и урина). Додатно, модул за допуњавање горива је опремљен сферним цилиндрима за гас који држе до 50 кг компримованог кисеоника, азота или ваздуха.

Ракетно гориво се испушта кроз прикључке сучеља за спајање, одакле улази у ИСС систем горива преко адаптера. Да би се избегла контаминација, водови за гориво се након употребе исперу. Они не пролазе кроз насељене просторије свемирске станице, тако да чланови посаде не долазе у контакт са отровним хемикалијама.

Гасни резервоари се такође налазе изван модула посаде, тако да било какво цурење неће довести до испуштања гаса у атмосферу ИСС-а.

Одељак за инструменталне јединице

Дизајн овог модула је идентичан Соиузу, али има мало другачију конфигурацију. Укључује погонски систем, систем напајања и сензоре, као и уграђене рачунаре. У затвореном контејнеру, инсталирани су системи за осигурање термичких услова, напајања, комуникација, телеметрије и навигације. Непритиснут део одељка за инструменте укључује главни мотор и погонски систем за течно гориво.

Електрана се користи за маневре контроле оријентације, приближавање за пристајање и подешавање орбите, као и за давање импулса кочења за де-орбитовање. Свемирски брод Прогресс-М је опремљен са КТДУ-80 системом за корекцију кочнице. Садржи 4 сферна спремника који могу држати до 880 кг УДМХ (хептил) и азот тетроксида Н ₂ О ₄ . Главни мотор Ц5.80 може радити са три нивоа потиска. Номинална потиска је 2950 Н. КТДУ-80 тежи 310 кг и даје појачање за 326-286 с. Мотор ради под притиском у комори од 8,8 бара. КТДУ-80 има дужину пречника 1,2 ми 2,1 м.

Поред своје главне електране, Прогресс је опремљен са 28 вишесмерних мотора за контролу кретања, чији је потисак сваки од 130 Н. КДДУ укључује 4 резервоара за гориво и 4 резервоара са компримованим хелијум гасом за повећање притиска у њима. Хептил и оксидант који остају неискоришћени након пристајања са ИСС-ом допуњују резерве свемирске станице (са изузетком волумена потребног за кочење).

Укупна количина ракетног горива може варирати од 185 до 250 кг. За корекцију орбите, Прогресс користи четири или осам својих потисника за контролу оријентације у правом смеру. Главни мотори се, по правилу, не користе за то, јер би се на тај начин створило оптерећење на прикључном мосту између ИСС-а и транспортног брода.

Модул инструмента има систем напајања који се састоји од две соларне батерије које се развијају када се уређај налази у орбити. Распон батерије је 10,6 м. Поред тога, систем напајања има уграђене батерије.

Одељак за инструменте је опремљен главним компјутером за летење, који је одговоран за све аспекте мисије. Након недавног ажурирања, Прогресс је опремљен дигиталним рачуналом ЦВМ-101 и дигиталним телеметријским системом МБИТС. Нови компјутер је 60 кг лакши од старог Аргона-16. Прелазак на дигитални систем омогућио је броду да носи 75 кг додатног терета.

Сва авионика се налази у херметичком одјељку инструмента возила Прогресс, што је два пута дуже него у Сојузу, јер се ту налази опрема која се налазила у зракоплову са посадом у модулу за пристајање.

Летачка мисија

Напредак је покренут на Соиуз-У ракети (и Сојуз-2 од 2014. године), која је доставља на одређену орбиту за мање од 9 минута. После одвајања од акцелератора за лансирање, свемирски брод распоређује своје соларне батерије и комуникационе антене да би завршио процес уласка у жељену путању лета. Након тога, Прогресс започиње стандардну процедуру приступа са 34 окрета са Међународном свемирском станицом. Доступна је и убрзана верзија пристајања са ИСС-ом у само 4 окрета, али то захтијева одређену динамику и прецизно лансирање у орбиту покретним возилом.

Док се приближава свемирској станици, Прогресс врши корекцију путање, повећава висину лета и смањује удаљеност. Истовремено, транспортни теретни брод обавља маневре који припремају основу за аутоматско пристајање. Ова процедура почиње на великој удаљености од ИСС-а. Прогресс користи радио систем ЦУРС, који комуницира са својим колегом на свемирској станици, како би компјутеру возила омогућио навигацијске податке док се приближава. Због тога, током излета брод маневрира и подешава курс.

На удаљености од 400 м, посада на броду ИСС може даљински управљати транспортним возилом користећи ТОРУ систем, који, у случају аутоматског квара, омогућава ручно спајање.

Када се Прогресс приближава Међународној свемирској станици, почиње да се издваја у односу на своју станицу за пристајање. Након нивелације, транспортни брод остаје на удаљености од 200 м, чекајући завршетак кратког припремног периода, током којег посада провјерава поравнање и системе зракоплова. Након што је све проверено, Прогресс наставља приступ и лагано покреће своје потиснике за привез при брзини од 0,1 м / с. Након меког прикључивања, браве се блокирају, формирајући сигурно причвршћивање два авиона, а затим почиње стандардна једносатна провјера непропусности везе. После тога, посада може да отвори поклопац летелице да би започела истовар и утовар.

Док је Прогресс усидрен, посада га ослобађа, преноси ставке на станицу. Гориво се пумпа командом са Земље, а вода командом из контролног панела теретног модула. Гасови турбина у прихватљивим одељењима се испуштају директно у транспортни брод и тако улазе у ИСС. Након утовара смећа и текућег отпада, поклопац се затвара и Прогрес се одваја.

Теретни брод може или завршити додатну мисију за неколико седмица или се припремити за бржи завршетак лета. Када се задатак летелице у орбити заврши, његови мотори почињу да коче и сагоревају у атмосфери преко Тихог океана, тако да преостали делови могу пасти далеко од насељених површина.

Прогресс-М1

Ова такозвана модификација горива Прогресс летелице је дизајнирана посебно за Међународну свемирску станицу. РСЦ Енергиа је препаковала средњи одељак за пуњење горива како би обезбедила више горива за ИСС. Додатни резервоари за гориво су постављени у средњи преградак због резервоара за воду који су се померали на предњи део брода. 12 резервоара са смешом азота и кисеоника за атмосферу у станици прешло је на спољну страну брода око „грла“ између модула за терет и гориво.

Уведен је и нови дигитални систем контроле лета, приступ и пристајање КУРС-ММ, који је замијенио претходну верзију.

Први лет М1 одржан је 1. фебруара 2000. године на станици Мир. А 6. августа 2000. године, направљено је прво лансирање теретног брода Прогресс на ИСС.

Прогресс-М2

Од 1980. године Енергиа развија нову, већу модификацију транспортног брода са проширеним модулом терета. Ваздух је испоручен у свемир помоћу ракете Зенитх, која је била у стању да доведе до 10-13 тона терета у ниску близузападну орбиту. Иницијални планови су укључивали лансирање са космодрома Плесецка у орбиту високог нагиба (62 степена према екватору) за станицу Мир-2.

Колапс СССР-а је у суштини уништио све планове да се Зенит искористи као ракета за руски свемирски програм са људском посадом, јер је произведен у независној Украјини.

Касније је РСЦ Енергиа планирала да М2 користи као брод за испоруку ИСС-а, међутим, политички и финансијски проблеми зауставили су пројекат дуги низ година.

Крајем деведесетих, када су се руско-украјински односи стабилизовали, РСЦ Енергиа је покушала да обнови пројекат на основу Прогресс-М2. Објављени пројекти модула предузећа и могући будући руско-украјински одељци за ИСС могли би да користе хардвер развијен за овај пројекат.

Прогресс ММ

Први пут представљена 2008. године, модификација транспортног теретног брода добила је савремени дигитални систем контроле лета ТсВН-101, који је заменио застарели компјутер Аргон-16. Такође, на броду се појавио нови минијатурни радио-телеметријски систем МБИТС. Ова побољшања омогућила су бржу и ефикаснију контролу лета, смањујући укупну масу авионике за 75 кг и смањујући број модула за петнаест јединица.

Прогресс-МЦ

Теретна летелица нове генерације први пут је лансирана 21. децембра 2015. године. Модернизација производње возила Прогресс, која је такодје дотакнула пилотске, углавном захваћене комуникационе и навигационе системе, замењена је модерном електроником. Свемирски брод је опремљен новим навигационим системима (ЦУРС), радио комуникацијама (ЕЦТС) и позиционирањем (ГПС / ГЛОНАСС), као и комуникацијском линијом за одређивање релативног кретања. Ове промене нису битно утицале на изглед Прогресс програма, са изузетком броја антена које су постављене на транспортном броду и инсталације спољних носача за ЦубеСат сателите.

Уређај је способан да транспортује терет у ваздушном простору и испоручује гориво, воду и компримоване гасове до свемирске станице.

Прогресс-МЦ је развијен за лансирање на обновљену ракету Соиуз-2-1А, која је омогућила да брод испоручи велики терет на ИСС. Уређај је још увијек компатибилан са Соиуз-У, који постепено уступа нову верзију, наизмјеничне летове између њих, тако да се проблеми могу ријешити без значајног прекида ланца снабдијевања. Свемирски брод "Прогресс" може пристати у било којој луци руског сегмента ИСС-а, али се у ту сврху најчешће користе Пирс модул и сервисни одељак Звезде.

7. август 2017. Росцосмос је најавио успешан завршетак тестирања лета.

Курс за модернизацију

Приликом преласка са ММ на МС верзију, брод се само мало променио, али није доживио значајне промене од увођења уређаја седамдесетих година прошлог века, иако постоје бројне значајне разлике унутар њега.

Руски свемирски програм има јединствену прилику да сачува заједништво људске и теретне варијанте, да прво уведе нове системе на беспилотном возилу и да их након темељите провјере уведе на Сојуз.

Треба напоменути да се промјене у производњи ракета не врше одмах. Модернизација се проводи досљедно, а понекад се комбинирају нови и стари сустави како би се могла искористити вријеме тестирана технологија која је остављена као резерва у случају проблема. Исто се дешава и са надоградњом брода Прогресс-ММ на МС верзију. Пошто Соиуз прелази са ТМА-М верзије на МС за око пола године, то омогућава идентификацију и исправљање свих недостатака на летелици без посаде, смањујући укупни ризик.

ЕЦТС-ТКА

Модернизација обухвата замену Квант-В радио-комуникационог система произведеног у Украјини са јединственим телеметријским системом ЕЦТС-ТКА. Због тога је Русија почела самостално да контролише производњу антена, фидера и комуникационе електронике. Поред тога, нови телеметријски и командни систем су у стању да користе Луцх геостационарне комуникационе сателите за ретрансмисију телеметрије на Земљу и примање реемитованих команди на деловима орбите који су изван видокруга руских земаљских станица Клен-Р које раде у Москви и Железногорску.

Још једно ажурирање комуникација било је увођење комуникацијске везе са свемирском станицом током приступа, пружајући релативну навигацију као додатни извор навигацијских података. Прогресс-МС је опремљен ГПС и ГЛОНАСС пријемницима за прецизно одређивање времена, израчунавање вектора стања и одређивање орбите, што омогућава прецизније израчунавање стартног импулса мотора, више се не ослања на праћење радара, што је могуће само са проласком земаљских станица. 100% покривеност ће омогућити улаз у другу земаљску станицу која се налази на космодрому Восточног.

ТВ систем

Транспортни теретни брод Прогресс-МС опремљен је побољшаним системом камера и користи дигитални пријенос како би се осигурао бољи квалитет слике ИСС-у и Центру за контролу мисије, што је неопходно за контролу процеса конвергенције и преклапања видеа и података за даљинско управљање летјелицом ( ако је потребно).

Побољшања система управљања летом, уграђеног софтвера и комуникационих система омогућила су прелазак са аналогног на дигитални видео пренос, што је побољшало квалитет слике током везивања.

Контрола саобраћаја и навигациони систем

У најновијој генерацији руских бродова Прогресс и Сојуз, навигација се значајно побољшала. Радио систем КУРС-А замијенио је нови дигитални КУРС-НА.

ЦОУРСЕ омогућава летилици да прилазе, привежу и пристају у аутоматском режиму. У овом случају, сигнали који се шаљу од циљне станице примају се од неколико антена и користе се за одређивање путање и углове нагиба за далекосежни приступ, почевши од 200 км, као и угао нагиба, смера и погледа, растојање и приближну брзину током везивања. Све компоненте украјинске производње су замењене, а укупна редукција тежине је постигнута уз повећање њених могућности. КУРС-НА треба само једну антену и обезбеђује прецизнија мерења, омогућавајући потпуно аутоматизовано пристајање летилице Прогресс или Соиуз са ИСС-ом.

Друга побољшања

Механизми за лансирање ЦубеСат сателита у орбиту појавили су се на вањској површини летјелица. Изван сваког одељка сада се може транспортовати до четири контејнера за покретање малих сателита. Поред тога, изван Прогресс-МЦ-а, инсталирана је додатна заштита теретног простора од микрометеороида и свемирских остатака. Да би се побољшала поузданост летилице, механизам за прикључивање био је опремљен резервним погоном.