Проект команды "Орион"

Материал из Wiki
Перейти к: навигация, поиск
Logo-apparat.png

Космический аппарат

НАЗВАНИЕ ПРОЕКТА: «РЕМОНТ КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ В ОТКРЫТОМ КОСМОСЕ ПРИ ПОМОЩИ РОБОТА»

Irbis korabl.jpg

1. Введение

Длительное функционирование орбитальных станций обеспечивается регулярным проведением технического обслуживания и ремонта с участием экипажа и требует привлечения значительных материальных и людских ресурсов. В открытый космос российские космонавты выходят не так часто. Подготовка на орбите к выходу в открытый космос начинается за несколько дней. Скафандры, приборы, инструментарий, — все должно работать безотказно. 3 февраля 2016 года, российские космонавты Юрий Маленченко и Сергей Волков провели эксперимент "Реставрация" в ходе выхода в открытый космос. Одной из задач эксперимента являлось отработка технологии по закреплению экранно-вакуумной тепловой изоляции на ремонтируемых поверхностях Международной космической станции. Выход космонавтов в открытый космос продлился пять с половиной часов и стал первым выходом в 2016 году по российской программе МКС (ВКД-42). Выход в открытый космос человека связан с различными опасностями. Вот некоторые из них: • наиболее опасным является космический мусор, хаотично парящий в космическом вакууме; • сложность моделирования космической обстановки и прогнозирование потенциальных опасностей, что ведет к эмоциональной нагрузке на космонавтов; • опасность обрыва фала и удаления космонавта от корабля, что может привести к расходованию запасов кислорода; • проколы и разгерметизация скафандров, которые могут привести к аноксии и быстрой гибели вне корабля; • отсутствие какой-либо сторонней помощи – космонавт может рассчитывать только на себя. Чтобы сократить необходимость покидать борт космического корабля для проведения инженерных или ремонтных работ, инженеры разрабатывают специальные телеуправляемые роботы, заменяющих космонавтов.

2. Основная часть

Теоретическая часть Цель данной работы разработать робота для ремонта космической станции в открытом космосе. Актуальность исследования заключается в том, что ремонт в открытом космосе с помощью роботов ещё никогда не осуществлялся. Использование роботов-манипуляторов в космосе является актуальной и чрезвычайно важной задачей. В настоящее время робототехнические манипуляторы классического типа широко применяются при выполнении транспортных операций с грузами на орбитальной станции. В будущем ставится задача не только ремонтировать космические корабли в открытом космосе, но строить новые. Проанализировав материал по данной теме, был разработан и сконструирован прототип будущего робота, который осуществит ремонт космической станции в открытом космосе. Модель устройства изготовлена на базе конструктора Lego Mindstorm EV3. Модель апробирована на практике и может быть построена в реальных условиях. Практическая часть На пути к реализации проекта было множество проблем, одной из основных является проблема крепления робота непосредственно к корпусу корабля для избегания его утери в открытом космосе. В качестве решения поставленной задачи было пересмотрено множество вариантов: Сначала был рассмотрен вариант магнитного крепления колес непосредственно к обшивке корабля, но он был отсеян из-за того, что в корпусах космических аппаратов используют немагнитные материалы. Также был рассмотрен вариант крепления похожий на рельсовую систему «maglev», а конкретно Шанхайского поезда, но тогда данная система будет затрачивать очень много энергии для космического аппарата, и появляется проблема притягивания космического мусора.

Orion rels.jpg

Orion rels n.jpg



Рисунок 1 Шанхайский «Maglev» Самым выгодным оказался вариант использовать один рельс, к которому робот присоединяется регулируемым стальным тросом.

Orion z.jpg




Рисунок 2. Робот с креплением на поверхности космического аппарата. Так как рельс необходимо было расположить так, чтобы он не нарушал конструктивной прочности и не замедлял корабль на взлете, мы решили расположить его внутри корпуса под заглушкой, которая бы отстреливалась пневматически автоматикой или же самой командой корабля, после ухода из атмосферы. Сам рельс является круговым, благодаря чему робот будет передвигаться по всей поверхности.

Orion x.jpg



Рисунок 3 Путь робота на обшивке корабля.

Orion c.jpg




Рисунок 4. Рельс с заглушкой. Сама конструкция робота предельно проста и предполагает выполнение практически всех задач, которые выполняли космонавты при выходе в открытый космос. В настоящий момент проблему представляют лишь работы, связанные с солнечными панелями и требующие нахождения на некотором расстоянии от «родного» аппарата. В качестве инструмента, на роботе может быть установлен двигатель, выполняющий роль шуруповерта с набором немагнитных насадок, а так же простой манипулятор. Выкрученные болты двигатель может собирать магнитом. На данном этапе разработки роботу нужен оператор для выполнения приписанных ему функций, но в будущем возможен вариант того, что роботу не нужен будет ни оператор, ни крепеж на корпусе космического аппарата. Для выхода робота в открытый космос предназначены универсальная шлюзовая камера "Квест" и стыковочный отсек "Пирс".



3.Заключение

Стоит отметить достоинства и недостатки робота: Достоинства: 1) Обезопасит работу человека в космосе; 2) Надежность (робот работает практически безотказно). Недостатки: 1) Невозможность доступности к сложным модулям; 2) Дорогостоящая конструкция; 3) Увеличение груза на космическом корабле.

Вывод: приведенная конструкция робота для ремонта космической станции в открытом космосе в дальнейшем может усовершенствоваться и реально примениться в открытом космосе.


4.Список источников информации

  1. Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия (Электронный ресурс) / ООО «Кирилл и Мефодий», 2009.
  2. Железняков А, 1997-2001. Энциклопедия Космонавтика. Зигель Ф. Ю., Города на орбитах, Москва Детская литература, 1980 г. Кинодокумент, арх. № 1591. РГАНТД. телепередачи «Человек. Земля. Вселенная»
  3. Леонов А., Лебедев В. Восприятие пространства и времени в космосе .– М.: Наука, 1968.
  4. Леонов А., Лебедев В. Выхожу в космос . М: Малыш. 1980
  5. Леонов А., Соколов А. Жизнь среди звёзд . М.: Молодая гвардия, 1981.
  6. Энциклопедия Аванта 1997 г. 4. В.Пономарева Неоткрытый космос, Профессия космонавт ЧАСТЬ 2, 2000 г.5. .

Интернет-ресурсы

  1. http://ru.wikipedia.org/wiki
  2. http://biofile.ru/pres/14828.html
  3. http://www.myshared.ru/slide/338673/
  4. http://tass.ru/kosmos/1526059
  5. http://www.rg.ru/2005/03/18/leonov-kosmos.html
  6. http://russian.rt.com/article/54562
  7. http://www.spacegiraffe.ru/astronomiya/23-vyxod-v-otkrytyj-kosmos
  8. http://astronaut.ru/crossroad/108.htm
  9. http://bibliofond.ru/view.aspx?id=490964
  10. https://ru.wikipedia.org/wiki/Списки_выходов_в_открытый_космос



На визитку команды

На список проектов всех команд

На страницу проекта Самара. Космос. Новый виток

На главную