Минимальное время стыковки корабля

За какое абсолютное минимальное время может быть достигнута стыковка космического корабля?

РЕДАКТИРОВАТЬ:

Этот вопрос касается не столько времени, чтобы совместить орбиты, сколько времени, необходимого для маневрирования в правильную ориентацию и выполнения отдельных шагов стыковки.

В качестве лучшего примера, чем мой первоначальный, предположим, что у вас есть Dragon V2, приближающийся к МКС, когда они внезапно понимают, что их скрубберы CO 2 вышли из строя. Им нужно состыковаться как можно быстрее; каждая секунда на счету. Капсула уже движется по курсу, который позволит ей выровняться для стыковки, но ее еще нужно сориентировать, стыковать и так далее. Если они будут действовать настолько быстро, насколько это возможно, сколько времени потребуется, прежде чем они снова смогут дышать свежим воздухом (без учета оставшегося времени, необходимого для сокращения расстояния с МКС)?

Очевидно, что на случай отказа скрубберов CO 2 должны быть резервы (если у Dragon V2 они вообще есть). Этот сценарий просто для обсуждения.

Вы спрашиваете о существующих кораблях и существующем оборудовании (я сомневаюсь, что капсулы «Дракон» вообще сегодня могут стыковаться друг с другом) или о том, чего можно было бы достичь за время разработки нового оборудования?
Я думаю, единственное время, которое мы можем достоверно установить, это время, необходимое для создания давления в пространстве между дверями сосудов, а также для открытия, закрытия и опечатывания дверей. Я подозреваю, что это будет сильно зависеть от рассматриваемых транспортных средств ...
Капсулы Dragon имеют полную OMS и обладают андрогинными портами, используемыми на МКС, поэтому они могут легко стыковаться друг с другом; это на самом деле тот случай, который меня интересовал. Но меня не беспокоит механическая сторона вещей или давление; Меня больше интересует количество времени, которое потребуется, чтобы совместными усилиями занять правильную ориентацию.
«близко друг к другу и по одной и той же траектории» подразумевает, что вам нужно будет скорректировать орбиту любого из них в достаточной степени, чтобы достичь фактического физического сближения в течение разрешенного времени; время для этого, вероятно, будет сильно зависеть от конкретной орбиты и расстояния. Поскольку они «уже находятся на траектории аэродинамического торможения», я предполагаю, что вам будет очень трудно сделать это достаточно быстро. Почему экипаж протекающего корабля не просто загерметизировал утечку в меру своих возможностей перед попыткой аэродинамического торможения? Интерфейс входа — не время для исправлений в последнюю минуту...
Вам нужно знать следующее: есть ли у капсул полные поступательные двигатели (ссылки неясны - если нет, то прикреплены ли все еще служебные модули); каково ускорение, обеспечиваемое ими; каково расстояние между двумя космическими кораблями. Ответить на вопрос в его нынешнем виде невозможно.
Пример с траекторией аэродинамического торможения был скорее вариантом «что, если», чем реальным сценарием. Я отредактирую вопрос, чтобы сделать его более конкретным.
На расстоянии 100 метров, на той же орбите для начала, и предполагая ничтожное ускорение 0,1 м/с ^ 2 (я понятия не имею, что может сделать Dragon V2) на одном из них для общего времени горения в десять секунд, вы смотрите на что; две минуты на перехват, плюс-минус? Замечание, сделанное Энди в комментарии о полных поступательных двигателях, безусловно, верно, но за такой период у вас не будет времени сильно отклониться от выравнивания, поэтому вы должны быть в состоянии двигаться только с ускорением и расстоянием для первого... аппроксимация порядка. Но на 100 метрах вы уже практически состыковались...
Хорошо, редактирую снова, чтобы попытаться внести ясность.

Ответы (1)

Это в первую очередь зависит от стартовой дистанции и относительной скорости, но, тем не менее, настолько опасно, что доходит до полной непрактичности.

Полную дельта-V Dragon V2 трудно найти, но по некоторым оценкам она составляет около 390 м/с.

Сначала капсула разгоняется до половины своего дельта-V, то есть до скорости 195 м/с. Мы могли бы попытаться получить время, взятое из тяги и массы капсулы, но Википедия удобно предоставляет нам «Время работы — 25 секунд» для двигателей, давайте пробежимся с ним — поэтому ускорение занимает 12,5 с. При скорости 15,6 м/с ^ 2 мы преодолели 1218 м от начальной дистанции.

Затем идет инертный полет со скоростью 195 м/с, пока мы не окажемся на расстоянии 1218 м от станции. Время в секундах равно расстоянию в метрах, деленному на 195.

Затем мы тормозим на 12,5 с и просто мягко врезаемся прямо в стыковочный порт, когда двигатели выключаются.

Конечно, если мы допустим хоть малейшую ошибку по пути, мы либо врежемся в МКС, либо инерционно будем парить в космосе без топлива.

Как правило, на расстоянии г больше 2436 м время будет т знак равно 25 + ( г − 2436 ) / 195 [ с ] . Для меньшей дистанции соответственно будет меньше 25с, можете сами найти для ускорения 15.6м/с^2. И конечно любая минимальная ошибка закончится катастрофой.

Айш - хорошая математика, но не совсем то, что я искал. Я предполагал, что траектория перехвата уже установлена. Что я пытаюсь выяснить, так это минимальное время для шагов ориентации, спаривания и стыковки. Когда я видел видео стыковки свободных капсул с МКС, всегда было медленное, постепенное вздутие двигателей RCS, чтобы постепенно подтолкнуть капсулу в нужное положение, а затем медленное спаривание. Насколько быстрее можно выполнить ЭТИ шаги?
@sevenperforce: В значительной степени произвольно короче. Короткая фиксированная последовательность стыковки - контакт зонда и фиксация, затем установка жесткого стыковочного устройства, выравнивание давления и открытие люка. Некоторых из них можно ускорить, так что остается только приблизить скорость к нулю (и облить всю МКС обильным количеством топлива в процессе, что определенно не приветствуется, но выживет, если немного ухудшится из-за износа) и поддержания траектория, которая зависит от навыков пилота. Весь этот медленный танец является следствием осторожности и избавления МКС от лишних брызг топлива.
Итак, с опытным пилотом... или, возможно, с опытным автопилотом... какие минимальные временные рамки мы рассматриваем с момента, когда они начинают ориентироваться для стыковки, до момента, когда установлен жесткий стыковочный узел? Десять минут? Пять минут? Тридцать секунд?
@sevenperforce: Что-то вроде моих приведенных выше расчетов, измененных с ненулевой начальной скоростью, чтобы сократить время подхода, насколько это позволяет доступное топливо, плюс менее минуты, поскольку зонд устанавливает соединение, когда люк открыт. У вас достаточно времени, чтобы отточить x, y, крен, тангаж и рыскание во время захода на посадку, доведя z до нуля. таким образом, время подхода по-прежнему является последним препятствием, преодолеваемым за счет ускорения по направлению к станции, а затем замедления по направлению к ней.
Хотя я не уверен, как работает андрогинный порт по сравнению с портом Союз, например, насколько он допускает неточность. Порт «Союз» позволяет многое и довольно быстро. Якобы новый должен быть лучше. (Кроме того, для порта «Союз» требуется относительно высокая скорость захода на посадку — из него не получится хорошая жесткая стыковка, если вы слишком мягко врежетесь! Это была проблема с первыми стыковками, когда пилоты выполняли слишком идеальный, слишком плавный заход.)
Минимальное время стыковки корабля
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v