«Мир» орбиталды ғарыштық станциясының конструкциялық құрастыру сұлбасы мен құрылғылары

Алматы  энергетика және байланыс университеті

 

 

 

Инженерлік  кибернетика 

Кафедрасы

 

 

Ғарыш аппараттары пәнінен

Курстық жұмыс

Тақырыбы: «Мир» орбиталды ғарыштық станциясының конструкциялық құрастыру сұлбасы мен құрылғылары

 

 

 

Орындаған: БКТк-10-01 тобының ст.

Омарбаева Ж. М.

Тексерген: Жилисбаева Қ.С.

 

 

 

 

 

Алматы 2012 

 

Мазмұны

 

1. Кіріспе.........................................................................................3
2. Негізгі бөлім

а) «Мир» орбиталды ғарыштық станциясы.............................4

б) Станцияның құрылысы.........................................................5

в) Станцияның құрылымдық сұлбалары..................................11

 

ІІІ.    Қорытынды .................................................................................17

 Қолданылған әдебиеттер....................................................................18

 

 

Кіріспе

ХХ ғасырдың басында Циолковский  «эфирлік тұрақтар» туралы армандайтын. Кейін оның арманы орбиталды ғарыштық станциялар түрінде жүзеге асты.  Орбиталды ғарыштық станциялар бұл – үлкен жасанды серік болып табылады , бірақ серіктен ең басты айырмашылығы  оның үлкенділігінде, сонымен қатар әмбепаптылығы мен жабдықталуында.   Станцияда әр түрлі зерттеулердің кешенін жүргізуге болады.

70-ші жылдардан бастап  КСРО, содан кейін басқа мемлекеттер де орбиталдық ғарыштық станцияларды ұшыра бастайды. Алғашқыда олар тек қорғаныс мақсатында салынып, КСРО және АҚШ арасындағы бәсекелестіктің бөлігі ғана болатын. Солардың ең танымалы «Мир» орбиталды ғарыш станциясы болып табылады.

«Мир» станциясы өз заманының  орбиталдық ұшуы меңгерілетін кешендердің жаңа буынын сипаттайтын айтарлықтай  ерекшеліктерге ие. Солардың  бастысы  – жүзеге асырылған модульдеу ұстанымы.  Бұл қасиет жалпы кешенге ғана емес, оның бөлек бөліктеріне және борттық жүйелерге де қатысты.

 

           «Мир» орбиталды ғарыштық станциясы

Орбиталдық ғарыштық станциясының әдетте өзінің қозғалтқыш қондырғысы болмайды. Себебі, оның орбитаның түзетілуі  транспорттық кемелердің қозғалтқыштары арқылы жұзеге асады. Бірақ оның кемеге қарағанда ғылыми жабдықтары көп, іші кең және ғарышкерлердің тұрақтануларына қолайлы болады. Ұшуы меңгерілетін кемелерге қарағанда, станциялар жерге қайтарылмайды.

«Мир» станциясының бас жасаушысы  С.П. Королев атындағы «Энергия»  зымыран-ғарыштық корпорациясы, базалық блок пен станцияның модульдерін М.В. Хруничев атындағы Мемлекеттік ғарыштық ғылыми-өндірістік орталығы  дайындаған болатын. Станцияны пайдалану жылдары ішінде кешеннің құрамына базалық блокпен қатар 5 үлкен модуль және жетілдірілген андроген типті түйісу қондырғылары бар түйісу отсегі енгізілген.

1995 жылдан бастап станцияға шетел  экипаждар  келе бастады. Сонымен  қатар, станцияға 15 экспедиция  барды, оның ішінде 14-і халықаралық   Сирия, Болгария, Афганистан, Франция  (5 реттен), Жапония, Ұлыбритания, Австрия, Германия (2 реттен), Словакия және Канада ғарышкерлердің қатысуларымен болды.

«Мир-Шаттл» бағдарламасының орындалуына  байланысты «Атлантис» кемесімен 7 рет, «Индовер» және «Дискавери» кемелерімен 1 реттен қысқа мерзімді экспедициялар жасалды.  Бұл экспедициялар барысында станцияға 44 ғарышкер  барып қайтты.

1990-шы жылдардың аяғында  станцияда  әртүрлі аспаптар мен жүйелердің  жұмысының бұзылуынан көптеген  проблемалар пайда бола бастады.  Біраз уақыттан соң  РФ-на  «Мир» станциясын пайдалану үшін көп қаржы жұмсау керек  болғандықтан, оны суға батыру керегі шешілді. 2001 жылы 23 наурызда  станция  Тынық мұхиттың оңтүстік аймағында арнайы ауданда, Фиджи аралдарының маңында батырылды. Станция жоба бойынша жоспарланған уақытынан 3 есе ұзақ жұмыс істеді.

Станцияның құрылысы

Базалық блок 1986 ж 20 ақпанда Байқоныр ғарыш айлағынан «Протон» зымыран-тасығышымен орбитаға шығарылды. Бұл станцияның «ірге тасы» көлемі және түрімен «Салют» сериялы орбиталық станцияларға ұқсас. Оның негізі - орталық басқару посты және байланыс қондырғылары бар герметикалық жұмыс отсегі болып табылады. Экипаж жайлылығы 2 жекеленген каютамен және жұмыс үстелі мен су және тамақты жылытуға арналған қондырғылары бар жалпыға ортақ кают-компаниямен қамтамасыз етілген. Корпустың қабырғасында шағын шлюз камерасы бар. Жұмыс отсегінің сыртында күн батареялары бар 2 бұрылмалы және  ұшу барысында ғарышкерлермен орналастырылған 3-ші панель орналасқан.

Жұмыс отсегінің алдыңда ашық ғарышқа  шығуға шлюз ретінде пайдалану мүмкіндігі бар герметикалық өтпелі отсек орналасқан. Оның транспорттық кемелер және ғылыми модульдерімен қосылуға арналған 5 түйісу порты бар. Жұмыс отсегінің артында жанармай бактары бар қозғалтқыш қондырғыларымен жабдықталған герметикалық емес агрегаттық отсек орналасқан. Отсек ортасында герметикалық өту камерасы бар. Ол ұшу барысында «Квант» модулі қосылған түйісу түйінімен аяқталады. Агрегатты отсектің сыртындағы бұрылмалы штангіде үшкір жағымен бағытталған антенна орналасқан. Ол геостационарлық орбитада орналасқан серік-ретранслятор  арқылы байланысты қамтамасыз етеді.

Негізгі сипаттамалары:

Ұзындығы 13,13 м

Диаметр 4,15 м 

Тұрмыс көлемі 90 м³

Масса 20 400 кг

 

«Квант» модулі базалық блокқа 1987 ж 9 сәуірде түйістірілді. «Квант» модулі – бұл 2 люктан тұратын бірыңғай гермоотсек. Люктардың біреуі транспорттық кемелерді қабылдауға арналған жұмыс порты болып табылады.Оның айналасында Жерден бақылануы мүмкін емес  болатын рентген көздерін зерттеуге арналған астрофизикалық құрылғылар кешені –РЕНТГЕН астофизикалық обсерваториясы орналасқан. Оның құрамы:

• Көлеңкелік маскасы бар телескоп(КМТ) (Телескоп с теневой маской (ТТМ)). Телескоп Утрехтегі Ғарыштық Зерттеулер Зертханасымен (Нидерланды) және Бирмингем Физика және Ғарыш Зерттеулер мектебімен (Ұлыбритания) бірлесіп жасалды. Әлемдегі алғашқы кескінді құру үшін кодтау аппертура ұстанымын қолданылатын рентген телескобы. Көру аймағы - 15×15 градус, бұрыштық  рұқсаты 2 бұрыш минутына. Жұмыс диапазоны 2-30кэВ.   Детекторы 1 атм қысымда ксенон қоспасымен (95 %) және көмірқышқыл газымен (5%) толтырылды.  Детектордың жұмыс ауданы 540 см².
• НЕХЕ спектрометрі Макс Планк атындағы жерден тыс физика Институтының зерттемесі. «Фосквич» ұстанымымен жұмыс істейтін 4 NaI(Tl) және CsI(Tl) детекторлардан тұрады. Аспаптың көру аймағы 1,5×1,5 градус өлшемді коллиматормен шектелген. Жұмыс диапазоны 15-200 кэВ.
• Siren2. Сцинцилляциондық пропорционылды газдық спектрометр. Европа Ғарыштық Агенттігінде құрылды. Көру аймағы 3градус өлшемді коллиматормен шектелген. Жұмыс диапозоны 2-100кэВ. Эффекивті ауданы 300см² шамасында. Энергетикалық шкаласының тұрақтылығы калибровтық эммисиондық сызықтарының жиынтығын бақылау арқылы жүзеге асады. Өкінішке орай, обсерватория жұмысының басында бұзылып, істен шықты.
• Пульсар Х-1 кешені «Спектр» және «Ира» спектрометрлерінен тұрады. «Спектр спектрометрі – бұл тіркеу фотокөбейткіші бар Nal кристаллынан құралған 4 бірдей детектордан тұратын кешен. Жұмыс диапазоны 20-800кэВ. Көру аймағы 3×3 градус өлшемді колллиматорымен шектелген. «Ира» спетрометрі гамма ағындарды тіркеу үшін арналған. Тіркеу аймағы «Спектр» спектрометрдікіндей. Айырмашылығы : «Ира» спетрометрінің көру аймағы коллиматормен шектелмеген.
• Ультракүлгінді «Глазар» телескобы «Гранит» арнайы конструкторлық бюросымен (Армения) және Бюракан Асрофизикалық обсерваториясымен  құрастырылды.  Ультракүлгін диапазоны шамадан тыс болатын галактикаларды және квазарлады табу мақсатында 1600 ангстем толқындық ұзындықтағы аспанды сканерлеу үшін арналған.Телескоп Ричи-Кретьен сұлбасымен құрастылды. Көру аймағының диаметрі 1,3 градус, бұрыштық рұқсаты 20 бұрыш секундына шамасында. Телескоптың фокустық қашықтығы 1,7 м, бас айнаның диаметрі – 40см. Телескоптың фокалды жазықтығында орналасқан микроканалды пластина кесінді ультракүлгін диапазонынан көрінетін диапазонға ығыстыратын, мұндағы кескін фотопленкаға түсірілетін. Телескоптың жұлдызды датчиктер жұбы оның көру аймағын 2 осьте бекіту үшін , тағы 1 телескоптың оптикалық осіне қарағанда 41 және 45 градусқа бұрылған датчиктер жұбы өзінің осі бойынша айналауын болдыртпау үшін арналған.  Бақылаулар телескоптың сезімталдығы күтілгеннен төмен болып шықты. Телескоптың негізгі жұмысы ОВ-жұлдыздарды бақылау болды.
• Светлана квантында биологиялық зерттеулерге арналған аспаптар болды.  Кванттың түзеті қозғалтқыштарын қолданбай бағдарлауды ауыстыру үшін колдануға болатын 6 гиродині болды. Онда оттегі генераторы және станцияның ауасынан көмірқышқыл газын жою аппаратурасы секілді ғарышкерлердің тіршілігін қамтамасыз ету жүйелері болды. Квантпен бірге күн батареясы жеткізілген болатын, оны кейін станцияның негізгі модуліне орналастырды.  

Сонымен қатар онда антивирустық препараттар  саласында биотехнологиялық тәжірибелер  жасалған болатын.

Негізгі сипаттамалары:

Массасы 11050 кг

Ұзындығы 5,8 м

Максимал диаметрі 4,15 м 

Атмосфералық қысым әсеріндегі көлемі 40 м³

Күн батареяларының аудагы 1 м²

Шығыс қуаты 6 кВт

Орбита түрі: төменгі

Орбита биіктігі 390 км

Айналу периоды 89,8 минут

Толқындық диапазон: рентген және гамма сәулелері.

 

«Квант-2» модулі 1989 ж 6 желтоқсанда түйістірілген. Қосымша жабдықтау модулі, мұнда станциядағы тіршілікті қамтамасыз ету жүйелерінің жұмыс істеуіне қажетті жабдықтар орналасқан.  Модуль 3 отсекке бөлінген. Модульде « Салют-5Б» компьютері орналасқан, ол станцияда болған  «Аргон-16Б» комьютерінің жақсартылған түрі. «Квант-2»-де жеке гигиена үшін арналған суды  қалпына келтіру жүйесі болды. Ғылыми қондырғыларының құрамына «Ариз-Х», «АСПГ-М», «Гамма-2», «МКС-М2», «Фаза АФМ-2», «Спектр-256», « Спрут-5» спектрометрлері , теледидарлы камера, «Волна» аппараты, «КАП-350» топографиялық камерасы, рентген датчиктері кіретін.  

 

«Кристалл»  модулі 1990 ж 10 мауысымында түйістірілген. Модульді басқару жүйесі Харьков қаласындағы « Электроприбор» ғылыми – өңдірістік бірлестігімен жасалған.Модульде салмақсыздық жағдайында жаңа заттарды алу процесстерін зерттеуге арналған ғылыми және техникалық қондырғылары орналасқан. Сонымен қатар, 2 андрогин-перифирейлік түйін бар, олардың біреуі түйісу отсегімен орналасса, екіншісі – бос. Сыртында 2 бұрылмалы күн батареялары орналасқан. Қондырғылары: «Кратер-5», «Оптизон-1» өңдеу пештері, «КСК-1» крисстализаторы, « Букет» гамма-спектрометрі, «Гланар» астрофизикалық спектрометр, «Марина» гамма-телескобы, «Мария» магниттік спектрометрі.

«Спектр» 1995 ж 1 мауысымда түйістірілген. Модульдің аппаратурасы атмосфераның, мұхиттың, жер бетінің,экологиялық мониторингін және медико-биологиялық зеттеулерін жүргізуге мүмкіндік береді. Бұл модульдің басқалардан айырмашылығы: «Спектрде» Х-ке ұқсас күн батареялары орналасқан, олардың жалпы ауданы 65 м² , ал қуаты 7кВт.  Сондықтан «Спектр» модулі станцияның ең маңызды энергия көзі болды. Қондырғылары: радиометр, « Астра 2» - станцияның қоршаған ортасын басқаратын аспап, «ЕҒО -2» фотометрі, «Комза» жұлдыз аралық газды датчигі, «Мирас» жұту спектрометрі  - атмосфераның құрамын анықтайтын, «Фаза» спектрометрі, «ВРИЗ» ультракүлгінді спектрорадиометр.

 

Түйісу отсегі 1995 ж 15 қарашада түйістірілген. Бұл басқаларымен салыстырғанда кішкентай модуль, «Атлантис» кемесімен түйісу үшін арнайы жасалған. «Мир» станциясына америкалық «Спейс Шаттл» арқылы жеткізілген болатын. Модульдің 1 түйісу агрегаты, сонымен қатар, өзінің жылуды басқару жүйесі, теледидарлы хабарлағышы және телеметрия жүйесі болды.

Негізгі сипаттамалары:

Ұзындығы 5 м

Диаметрі 2,9 м

Массасы 4,09 кг

 

«Природа» 1996 ж 26 сәуірде түйістірілген. Модулді басқару жүйесі Харьков қаласындағы «Хартрон» ААҚ-мен жасалған.  Жердің табиғи ресурстарын, атмосфераның жоғарғы қабаттарын, ғарыштық сәулеленуді, Жерге жақын ғарыш кеңістігіндегі және атмосфераның жоғарғы қабаттарындағы  табиғи және жасандыгеофизикалық процестерді зерттеу үшін ғылыми зерттеулерді және тәжірибелерді өткізу үшін арналған. 

Модуль 1 герметикалық құрылғы-жүкті  отсектер құралған. Бұл блокта спектрдің әртүрлі диапазондарындағы жер бетін бақылауға арналған жоғары дәлдікті аспаптар орналасқан. Сонымен қатар модульдің құрамында ұзақ ғарыштық ұшулар кезіндегі адам мінез-құлқын зерттеуге арналған американдық құрылғылар бар.

 

Негізгі сипаттамалары :

Ұзындығы 9,7 м 

Диаметрі 4,35 м

Массасы 20 т

Пайдалы жүк  салмағы 7т

 

 

 

 

 

Станцияның құрылымдық сұлбалары

 

«Союз ТМ»; «Курс» жүйесінің антеннасы; жеткізілетін күн батареялары; жеткізілетін күн батареяларының жетегі; жұмыс отсегінің кіші диаметрі; дене массасын өлшейтін құрал; велоэргометр; жұмыс үстелі; жеке каюталар; негізгі күн батареялары ; жұмыс отсегінің үлкен диаметрі; «Игла» жүйесінің антеннасы; сүйір жағымен бағытталған антеннаның жетегі ; санитарлық отсек; өту камерасы; осьтік түйісу түйіні;   біріктірілген қозғалтқыштық қондырғының (БҚҚ(ОДУ)) түзету қозғалтқыштары; агрегаттық отсек; бағдарлау қозғалтқыштарының блогі; БҚҚ(ОДУ) түзету қозғалтқыштары; жүгіру жолағы; жеке каюталар; үлкен иллюминатор №9; негізгі күн батареясының жетегі; Негізгі күн батареялары; Орталық басқару посты; Өту отсегі; Түйісу түйіндері; Автоматты қайта түйісу жүйесінің манипуляторын ұсатп алуға арналған