Как можно сближаться с МКС по "схеме "Союз" без компьютера и вне связи с землей?

Допустим, правила полета не запрещают лететь на МКС на неисправном корабле и не заставляют приземляться на следующую орбиту, в отличие от реальных.

Давайте также предположим, что у вас есть логарифмическая линейка эпохи Аполлона, секстант, часы, ручка и бумага, а также самые последние орбитальные элементы для МКС. Можете ли вы по-прежнему реализовать экономичную быструю схему сближения "Союз" ( старт-стыковка за шесть часов ), выполняя все расчеты вручную? В качестве аргумента можно констатировать, что никакой другой нагрузки на всех трех членов экипажа нет, а начальные элементы орбиты корабля-переходника полностью известны.

  • Можно ли будет рассчитать все времена горения, углы и продолжительность во времени?
  • Какие номограммы могут резко сократить время расчета?
  • Как добавление навигационного радара в набор инструментов облегчит расчетную нагрузку?

Заметки:

Возможно полезно: Верц, Белл (2003) .

Ух ты. Это особенно точный вопрос. Мне это нравится, но мне интересно, какое планирование сценария придумало это...
Логарифмическая линейка? Серьезно? Точность и аккуратность логарифмических линеек была очень и очень низкой. Три-четыре степени точности, а при большом количестве вычислений я бы рискнул поставить три или меньше. Это 21 век. Что не так с ноутбуком или смартфоном?
Только может быть, если бы вы были Нилом Армстронгом — и, вероятно, не тогда. Нил (и, я думаю, некоторые другие), казалось, обладал тем, что требовалось для интуитивного векторного суммирования динамики реального мира (или реального вне этого мира) и создания человеческого отклика. В противном случае или по волшебству ошибки будут достаточно большими, чтобы вы могли попасть в поле зрения, но с избыточной дельтой v и, возможно, неправильной плоскостью и многим другим. Давным-давно проведя относительно тривиальные орбитальные симуляции, я был потрясен тем, как запас топлива, который компьютер мог превратить в рандеву, по существу всегда превращался в пылающие руины при ручном управлении.

Ответы (1)

Я рискну и скажу, что это маловероятно, больше из-за времени реакции человека, чем чего-либо еще. Если предположить, что компьютеры недоступны для последовательности быстрого запуска, нужно также признать, что они недоступны для управления синхронизацией. Вот краткое описание мощности двигателей в различных узлах из Spaceflight 101 .

СКД, главный двигатель корабля "Союз", обеспечивает тягу в 2942 ньютона. Вся система управления ориентацией корабля «Союз» состоит из 28 двигателей DPO. На космическом корабле установлены два кластера из 14 двигателей DPO, 12 из которых обеспечивают тягу 26,5 ньютонов, а остальные 16 - 130 ньютонов.

Предполагая, что масса около 7150 кг, как указывает тот же сайт, это означает, что даже с самым маленьким двигателем ускорение составляет около 3,7 мм/сек^2. Учитывая, что время реакции человека составляет даже десятую долю секунды, это может привести к отклонению дельта-V на 0,3 мм/с. Какая разница? За 6 часов это всего 6,5 м. На самом деле это звучит не так уж и плохо, пока вы не подумаете, как долго потребуется толчок. Трудно сказать точно, но я обнаружил, что для поддержания такой близкой орбиты требуется 30-градусная фаза .требуется угол или меньше. У меня нет точной требуемой дельты v, но я предполагаю, что она составляет около 10 м/с. За это время нужно было бы проработать самый маленький двигатель около 45 минут. Я подозреваю, что время реакции будет намного хуже для такого отрезка времени, но теоретически это все еще можно сделать. Я уверен, что основной двигатель используется чаще, чем малые, что значительно сокращает время, необходимое для тяги (в 100 раз), но это оставит больше неопределенности в местоположении.

Итак, предположим, вы изменили угол на 1 градус, что было бы легко сделать без посторонней помощи. Что это делает? Это дало бы ошибку около 1,6%. Это означает, что запланированные 10 м/с могут быть отклонены на целых 16 см/с, что за 6 часов будет означать погрешность около 5 км, что довольно значительно!

Также имейте в виду, что чем больше времени требуется для планирования тяги, тем больше требования к тяге, и все очень быстро усложняется!

В итоге, если у вас нет доступа к какому-либо компьютеру, маловероятно, что вы сможете это осуществить. Может быть, есть человек или два, которые могли бы это осуществить, но я сомневаюсь в этом.

Однако вам, как человеку, гораздо проще использовать адаптивную конфигурацию: когда вы будете все ближе и ближе приближаться к желаемому объекту. На самом деле это возможно сделать вручную: люди могут оперировать лазерами ручной хирургии с гораздо более высокой точностью. И при хорошей визуальной обратной связи люди действительно хорошо повышают свою точность с течением времени. (То есть вам нужно будет иметь обратную связь об относительных скоростях и расстоянии, а затем приближаться и приближаться). 5 км, я думаю, достаточно близко для реальной обратной связи.
Проблема в том, что это несколько нелогично. Я полагаю, что можно было бы сделать это с большим количеством практики, я просто надеюсь, что кто-то сделает это заранее.
На самом деле это не более контринтуитивно, чем вождение автомобиля. - Это тот же уровень абстракции (учитывая хороший интерфейс). При вождении автомобиля вы также влияете только на мощность/силы. Но в то же время вы очень хорошо умеете плавно поворачивать или плавно тормозить перед светофором. Подобно рандеву: сближение с объектом на орбите происходит непрерывно с точностью до многих производных. И люди удивительны в экстраполяции/дифференциации.
Было сделано вручную один раз при прямом радиолокационном контакте с целью, но добраться до этой точки ужасно сложно.
Как можно сближаться с МКС по "схеме "Союз" без компьютера и вне связи с землей?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v