Vše o manuálním řízení Sojuzu

úvodní obrázek

„Dnes jsem opět zpátky za ovládacími prvky Sojuzu a čeká mě manuální připojení k Mezinárodní vesmírné stanici. To je vždycky výborný způsob jak zakončit výcvikový den! Jak nejspíš víte, pokud vše probíhá tak jak má, Sojuz se k vesmírné stanici připojuje automaticky. Náš výcvik v manuálním dokování pokrývá dva typy situací, které mohou nastat: závada řídícího počítače nebo závada systému Kurs, což jsou antény (na Sojuzu i na stanici), které poskytují počítači nezbytné informace o relativní pozici a rychlosti Sojuzu vzhledem k ISS.

Úterý 3. prosince 2013

Závada systému Kurs je o něco méně závažný scénář, protože fungující počítač může v některých směrech tak jako tak ulehčit život. Když například provádíme úpravu orientace, korekční trysky nevyhnutelně udělí Sojuzu dopřednou rychlost navíc. Počítač tuto situaci automaticky koriguje zážehem v opačném směru, takže naše loď nezíská rychlost, kterou nemáme v plánu mít. Pokud by počítač selhal, museli bychom tyto kompenzační zážehy provádět manuálně.

Různé scénáře máme potom pro různé případy iluminace (den nebo noc), orientaci stanice (inerciálně stabilizovaná nebo rotující kolem lokální vertikály spolu s pohybem kolem Země) nebo počátečních podmínek (Jak daleko jsme od stanice? Máme bezpečnou rychlost nebo letíme rychle a vyžaduje to okamžitou reakci kvůli zamezení kolize se stanicí? Jsme už před dokovacím portem nebo ne?).

Rozdílné dokovací porty navíc skrývají odlišné výzvy zejména kvůli rozdílnému srovnání s cílem. Na následující fotografii jsem vám označila čtyři dokovací porty, ke kterým se Sojuz může připojit: záď servisního modulu Zvězda (žlutá, momentálně s připojenou ATV); moduly Pirs a Poisk (zelené s připojeným Sojuzem a Progressem); a Rassvět (červený, na této fotce je port volný).

Čtyři dokovací porty, ke kterým se Sojuz může připojit: záď servisního modulu Zvězda (žlutá, momentálně s připojenou ATV); moduly Pirs a Poisk (zelené s připojeným Sojuzem a Progressem); a Rassvět (červený, na této fotce je port volný).

Čtyři dokovací porty, ke kterým se Sojuz může připojit: záď servisního modulu Zvězda (žlutá, momentálně s připojenou ATV); moduly Pirs a Poisk (zelené s připojeným Sojuzem a Progressem); a Rassvět (červený, na této fotce je port volný).
Zdroj: https://plus.google.com/

Dále také procvičujeme přemístění Sojuzu z jednoho dokovacího portu k druhému. V tomto případě se však nejedná o procvičování žádné závady: takováto přemisťování mohou být řízena pouze manuálně.

Sobota 7. prosince 2013

Při mých pobytech ve Hvězdném městečku jsou již nácviky manuálního dokování pravidelně zařazovány do mého výcvikového programu, takže si udržuji a snad i zlepšuji tyto schopnosti předtím, než budu připravena jako člen záložní posádky příští rok v květnu.

Připojila jsem vám fotografii simulátoru, který používáme k nácvikům manuálního řízení Sojuzu. Jak můžete vidět, ovládací prvky pro manuální řízení a pohled z periskopu jsou k dispozici pouze na prostředním sedadle, kde sedí velitel. Já jako palubní inženýr sedící v levém sedadle k těmto věcem nemám přístup.

Simulátoru, který používáme k nácvikům manuálního řízení Sojuzu.

Simulátoru, který používáme k nácvikům manuálního řízení Sojuzu.
Zdroj: https://plus.google.com/

I přesto musím jako palubní inženýr dokázat stejné schopnosti jako velitel Sojuzu. Při vesmírných misích rádi plánujeme řešení pro všechny možné scénáře. Stejně jako navrhujeme kosmické lodě se zálohami všech kritických systémů, tak i u členů posádek musíme mít více než jednoho, který je schopen splnit klíčové úkoly. A přiletět úspěšně ke stanici a spojit se s ní, jak určitě budete souhlasit, je poměrně klíčový úkol ke splnění mise!

Neděle 8. prosince 2013

Ve včerejším zápisu v deníku jsem zmínila, že velitel Sojuzu má k dispozici periskop. Na ten se můžete podívat na následující fotografii.

Periskop Sojuzu.

Periskop Sojuzu.
Zdroj: https://plus.google.com/

Jak jste si možná všimli, na periskopu jsou dva kruhové vstupy umožňující dva různé pohledy dělící 90°. Ke změně mezi těmito pohledy slouží zrcátko v periskopu, které se překlápí.

Po většinu času je hlavním pohledem, který nás zajímá, pohled přímo v ose periskopu. Kdykoliv je potřeba zažehnout motory, referenční orientace, ve které se Sojuz nachází, je podél lokální vertikály: v této orientaci periskop směřuje k Zemi. Optika je nastavená tak, že pokud je Sojuz správně orientován tak velitel, který sedí uprostřed, vidí v zorném poli periskopu celou planetu symetricky. Navíc všechny prvky viditelné na Zemi by se pohybovaly shora dolů (nebo zespoda nahoru, pokud by šlo o brzdící zážeh).

Když se blížíme ke stanici a chceme se spojit, zrcátko se překlopí, takže velitelovi se nyní naskýtá pohled dopředu. Tento pohled bychom použili k manuálnímu srovnání Sojuzu, pokud bychom museli převzít ruční řízení.

Pokud by se snad zrcátko zaseklo ve své původní poloze – uhodli jste – máme záložní řešení. Můžeme použít pohled kamery a druhý cíl pro zaměření, který je s touto kamerou vyrovnán. Tento kulatý cíl můžete vidět na včerejší fotografii simulátoru!

Středa 11. prosince 2013

Dnes nás čeká další procvičování manuálního přiblížení a dokování! Tady vidíte detailní pohled na ovládací prvky, které k tomu používáme.

Pohled do periskopu připojeného Sojuzu.

Pohled do periskopu připojeného Sojuzu.
Zdroj: https://plus.google.com/

Minule jsem mluvila o periskopu, jehož pohled směřuje před Sojuz, pokud se přibližujeme ke stanici. Na předchozí fotografii můžete vidět, jak to vypadá, když už je Sojuz připojen: cíl je srovnán s periskopem a my jej musíme udržet uprostřed a navíc se srovnaným křížem. Pokud se podíváte pozorně, tak na této konkrétní fotografii můžete vidět malou nepřesnost ve vyrovnání v klonění (horizontální čára je trochu níže), což je ale pořád velice přesné a v pořádku.

Velká výzva při manuálním řízení Sojuzu spočívá v tom, že nemáme k dispozici měření vzdálenosti a rychlosti. Údaje o vzdálenosti získáváme vizuálně pomocí mřížky a převodní tabulky, která funguje na základě měření zdánlivého průměru modulu Zvězda, dokovacího portu a cíle. Víme například, že pokud průměr modulu odpovídá rozměru jednoho čtverce mřížky, nacházíme se ve vzdálenosti 200 metrů; pokud průměr dokovacího portu odpovídá dvěma čtvercům, jsme v 70 metrech; a pokud zabírá záměrný cíl tři čtverce, jsme 3 metry od kontaktu.

Získávání údajů o rychlosti je ovšem trochu složitější a funguje na základě známého zrychlení udělovaného korekčními tryskami. Pokud začneme ve vzájemné rychlosti blížící se nule a zažehneme trysky na 10 sekund, víme, že jsme zrychlili o 0,4 metru za sekundu. Pokud by selhal počítač a my bychom museli řídit ručně i orientaci Sojuzu, vše se stává mnohem náročnější. Při každém použití pravé páky pro ovládání klonění totiž Sojuzu navíc udělíme značný dopředný zážeh, který není automaticky kompenzován a je potřeba s ním počítat. To je důležité zejména při finálním kontaktu se stanicí. Potřebujeme, aby rychlost byla mezi 0,06 m/s a 0,15 m/s. Hlavně nesmí být vyšší!

Pondělí 16. prosince 2013

Dnes jsme s Terrym strávili celý den v budovách a zařízeních firmy Eněrgia, která je výrobcem Sojuzu a sídlí ve městě Koroljov nedaleko Moskvy. Jméno Koroljov zní povědomě, že?

Měli jsme množství různé výuky s reálným letovým hardwarem včetně jedné hodiny s dokovacím systémem, na kterém jsme mohli vidět, jak celý mechanismus ve skutečnosti funguje – vše od prvního kontaktu hlavy sondy až po úplné zatažení sondy a zajištění háků.

Pořizování fotografií bohužel v Eněrgii není povoleno, ale našla jsem tuto fotku dokovacího zařízení nějakého Sojuzu nebo Progressu.

Ruské dokovací zařízení.

Ruské dokovací zařízení.
Zdroj: https://plus.google.com/

V zeleném kroužku můžete vidět dokovací sondu, která je momentálně plně zatažená. Na ní jsou umístěny čtyři pláty: když je kterýkoli z nich stlačen kuželem dokovacího protějšku stanice, obdržíme signál „kontakt“, což je začátek celé dokovací sekvence.

O nějaký ten čas a několik signálů ze senzorů později mají obě dokovací zařízení úplný vzájemný kontakt a mohou být zajištěny jistící háky: ty můžete vidět na fotografii, kde jsem označila jeden pár žlutým kroužkem. V každém páru je jeden hák pevný a druhý výklopný. Odpovídající háky na straně stanice jsou opačné, takže pohyblivý hák Sojuzu se zachytí za pevný hák na stanici a naopak. Ne vždy zajišťujeme háky na obou stranách.

Také jsem pro vás zvýraznila červenou barvou jednu ze dvou pružin. Během dokovací sekvence jsou stlačeny, takže je v nich uložena energie. Jakmile se poté při odpojení povolí jistící háky, tato energie je uvolněna a Sojuz získá počáteční impuls pro vzdálení od stanice a je odstrčen. Jednoduchý a chytrý systém!

Pondělí 28. dubna 2014

Včera jsem úspěšně složila zkoušku z manuálního dokování! Nyní jsem oficiálně kvalifikovaná k připojení Sojuzu k vesmírné stanici. Pochybuji, že to někdy budu muset dělat, protože primárním člověkem, který provádí tento úkon, je velitel, zatímco palubní inženýr je jen záloha „kdyby náhodou“. Na tom ale nezáleží: jsem jedním z těch lidí, kteří si nesmírně užívají, když se naučí něco nového!

Nejdříve jsme s Antonem zaujali naše standardní místa a Anton řídil simulátor Sojuzu během svých zkouškových letových profilů. Poté jsme si místa vyměnili, já jsem usedla do sedadla velitele s ručními ovládacími prvky přede mnou a řídila jsem své vlastní letové profily. Při každém profilu probíhá dokování k jinému dokovacímu portu.

V den zkoušky vždy na zahřátí začínáme nejjednodušším úkolem: přesun Sojuzu z jednoho dokovacího portu k jinému. Po otevření jistících háků a udělení prvotní rychlosti pružinami se Sojuzem odletíme do vzdálenosti 40 -50 metrů, přeletíme k jinému dokovacímu portu a zase se připojíme. Další letové profily už jsou v náhodném pořadí.

Při dvou z nich jsme okolo 300 metrů od ISS a nejsme srovnáni s dokovacím portem. Letíme do bezpečné vzdálenosti 200 metrů a mezitím co udržujeme tuto vzdálenost, manévrujeme kolem stanice, abychom se srovnali s dokovacím portem. Poté se přiblížíme na 50 – 100 metrů a znovu zastavíme. V případě potřeby otočíme Sojuz okolo podélné osy (klopení), abychom se srovnali se záměrným cílem v našem zorném poli. Dále sklopíme jednu anténu, která by při dokování překážela, ujistíme se, že dokovací zařízení je připraveno a nakonec obdržíme povolení od řídícího střediska v Moskvě (nebo instruktora) k provedení dokování. Většina lidí včetně mě ještě jednou zastaví zhruba ve vzdálenosti dvou metrů kvůli ujištění, že vše je perfektně srovnáno a hlavně proto, aby Sojuzu z nulové rychlosti udělili přesně ten potřebný impuls, aby dokování proběhlo v rámci povoleného rozmezí 6 – 15 cm/s.

Nakonec obdržíme scénář, ve kterém už jsme srovnáni s dokovacím portem. V této situaci je na Sojuzu aktivován systém automatického vzdálení. Pokud selže řídící počítač, neexistuje způsob jak tento manévr přerušit, takže u dvou svazků trysek dojde ke dvěma zážehům po dobu 30 sekund. Jakmile je toto dokončeno, naší prací je převzít manuální řízení, zastavit pohyb od stanice a znovu se přiblížit. Většinou se to musí stihnout docela rychle, protože v tomto scénáři brzy zapadá slunce a vidět stanici v noci z velké vzdálenosti je velmi obtížné i se zapnutými světly.

A to by bylo vše k manuálnímu řízení Sojuzu až do léta. Bude mi to chybět!

Včera jsem úspěšně složila zkoušku z manuálního dokování!

Včera jsem úspěšně složila zkoušku z manuálního dokování!
Zdroj: https://plus.google.com/

Čtvrtek 1. května 2014

V uplynulých dnech jsme s Terrym a Antonem prošli několika dalšími zkouškami. V úterý jsme složili teoretické zkoušky řídicích programů na Sojuzu i ruském segmentu ISS. Zejména zkouška u Sojuzu byla velice zajímavá, protože jsou zde neustále příležitosti naučit se o nějakých malých detailech od lidí, kteří pracují vuřízení letu v řídícím středisku v Moskvě.

Včera jsme složili naši zkoušku z manuálního přiblížení ke stanici – zde musí Anton ukázat své schopnosti v řízení Sojuzu a manuálním přiblížení z 2 – 3 kilometrů od ISS až po zaparkování do vyčkávací pozice 50 – 100 metrů od dokovacího portu. Já se mezitím musím přesunout do orbitálního modulu a používám laserový dálkoměr skrze přední okno, čímž mu poskytuju údaje o měření vzdálenosti a rychlosti.

Tato situace připadá v úvahu během dvoudenního letového profilu, nikoli u aktuálně používaného šestihodinového letu. To protože během kratšího profilu nemáme vůbec žádný čas nastavit a připravit laserový dálkoměr v orbitálním modulu. Pokud by nastal nějaký problém ve vzdálenosti několika kilometrů od stanice, přerušili bychom přiblížení a vyřešili to s pozemním střediskem.

Při dvoudenním letovém profilu, konkrétně po prvních dvou korekčních zážezích, které zvýší naši oběžnou dráhu, však máme dostatek času přesunout se do orbitálního modulu a připravit laserový dálkoměr, takže může být v pohotovosti o dva dny později, kdy se budeme přibližovat k ISS.

Měření vzdálenosti z okénka orbitálního modulu.

Měření vzdálenosti z okénka orbitálního modulu.
Zdroj: https://plus.google.com/

Středa 13. srpna 2014

Tady ve Hvězdném městečku právě máme krásný letní týden a Terry, Anton a já si udržujeme naše schopnosti ve všem, co se týká Sojuzu. Absolvovala jsem další výcvik v manuálním přiblížení, manuálním dokování a manuálním návratu do atmosféry a dnes už jsme byli zpátky v simulátoru Sojuzu všichni tři dohromady.

Prošli jsme letovým profilem setkání na oběžné dráze a připojení ke stanici. Nejprve šlo o nominální let, který od startu po dokování trvá 6 hodin (4 oběhy Země), podruhé jsme pak kvůli nějakým problémům simulovali přechod na starý dvoudenní letový profil.

Pokud dumáte nad tím, co bychom dělali dva dny během čekání na setkání se stanicí… no, nejsem si moc jistá, jak bychom se rozhodli tento čas nějak zkrátit, ale jedna věc je jistá: většinu času bychom rotovali! To je věc, která mě na Sojuzu asi nejvíce překvapila. Po každé dynamické fázi (po každém užití motoru) je úplně vypnut navigační systém. Před každým zážehem, ať už jde o korekční zážeh nebo brzdící zážeh, jsou navigační senzory znovu zapnuty a Sojuz obnoví svou orientaci v prostoru podél místní vertikály a rychlostního vektoru. Posádky trénují tento krok opravdu často pro případ, že by automatický systém selhal. Mezi jednotlivými dynamickými fázemi se Sojuz orientuje solárními panely ke Slunci, aby si dobil baterie a poskytl palubním systémům maximální přísun energie. Poté se loď uvede do rotace kvůli gyroskopické stabilizaci. Obíhá tudíž Zemi tak, že udržuje své solární panely namířené ke Slunci. Tuto tzv. „solární orientaci a rotaci“ obvykle provádí posádka manuálně pomocí otočné páky, kterou vidíte na následujícím obrázku v pravém horním rohu.

Během jednoho z mých výcviků v simulátoru.

Během jednoho z mých výcviků v simulátoru.
Zdroj: https://plus.google.com/

Neustálá rotace není pro posádku úplně tou nejlepší věcí. Pokud prožíváte kinetózu neboli vesmírnou nevolnost, je jisté, že rotace vám ji jen zhorší (nebo vám alespoň způsobí nějaké symptomy, pokud je ještě nemáte). Bohužel jediný způsob, jak si udržet stabilní orientaci, když pomineme neustále aktivní řízení korekčními tryskami, je udržet si rotaci kolem jedné osy.

Na následující fotografii můžete vidět pohled periskopem v simulátoru během našeho přiblížení k ISS. Vypadá to, že jsme byli ve vzdálenosti 200 – 250 metrů: v tomto bodě bychom manévrovali okolo stanice, abychom se srovnali s dokovacím portem. Počítač se prozatím stará o automatické přiblížení, ale ruční ovládací prvky jsou v pohotovostní poloze (jsou vytaženy už před samotným započetím přiblížení), takže na ně Anton může dosáhnout a použít je v případě, že by bylo nutné přejít k ručnímu řízení.“

Ovládací prvky pro manuální řízení Sojuzu a pohled v periskopu na ISS ze vzdálenosti 200 - 250 metrů.

Ovládací prvky pro manuální řízení Sojuzu a pohled v periskopu na ISS ze vzdálenosti 200 – 250 metrů.
Zdroj: https://plus.google.com/

Zdroj informací:
https://plus.google.com/

Zdroje obrázků:
https://plus.google.com/
http://www.esa.int/

Vše o manuálním řízení Sojuzu, 2.6 out of 5 based on 20 ratings
Pin It
(Visited 1 496 times, 1 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 2.6/5 (20 votes cast)
(Visited 1 496 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


3 komentáře ke článku “Vše o manuálním řízení Sojuzu”

  1. Ondřej Šamárek napsal:

    Musím říct, že tohle je zatím pro mě osobně asi nejvíce informačně nabitý článek této série. Vždycky mě zajímalo, jak se během kosmického letu věci dělají a tohle je zlatý důl.
    Díky za něj Samanthě i Michaelovi!

  2. zvejkal napsal:

    No, super informacie, to sa podarilo. Uz sa tesim na te novy sojuz-serial.

Zanechte komentář