Почему нынешний полет «Союза» (06.06.2018) длится два дня?

TLDR: возможности пусков к МКС с 6-часовым сближением реже, чем с 2-х суточным сближением.

Основная причина 6-часового сближения «Союза» — экономия времени космонавтов/астронавтов для работы на МКС. Но у 6-часовой схемы очень жесткие требования к орбите МКС. Траектория МКС в момент старта должна проходить точно над космодромом Байконур. Это происходит не каждый день. Роскосмос обычно корректирует орбиту МКС перед запуском «Союза», чтобы сблизить их. Но МКС большая, более 400 тонн, поэтому возможны лишь крошечные коррекции орбиты.

В результате - 6-часовые рандеву не каждый день . Обычно приходится ждать несколько дней. Для «длинных» 2-х дней возможности рандеву случаются чаще. Так что есть компромисс - ждать несколько дней и тратить больше топлива на коррекцию орбиты МКС для запуска по быстрой 6-часовой схеме, либо ждать на несколько дней меньше для запуска по 2-суточному полету. Так, в некоторых случаях космонавты могут прибыть на МКС быстрее по двухдневной схеме.

Также следует отметить, что предстоящий запуск корабля "Союз ТМА-09М" имеет небольшой разрыв с возвращением трех членов экипажа МКС на корабле "Союз МС-07". Они приземлились всего за 3 дня до этого, но обычно промежуток между посадкой предыдущего экипажа и стартом следующего составлял около 2 недель. Итак, я думаю, что цель состоит в том, чтобы максимально занять МКС.

Грузовые катера «Прогресс» также использовали 6-часовое рандеву. Это было сделано для отработки схемы стартов "Союзов" с экипажем. Сейчас Прогресс обычно занимает 2-х дневное рандеву. Короткая 6-часовая поездка может быть выгодна для некоторых чувствительных грузов (биологические образцы, замороженные продукты, свежие продукты), но я не думаю, что это так ценно. Может быть лучше добавить немного массы для морозильников, упаковки и т. д. и сделать вашу миссию более гибкой и способной к двухдневному полету.

Роскосмос также опробовал еще более быструю 3,5-часовую схему сближения с кораблями «Прогресс МС-07» и «Прогресс МС-08». Но к стартовому окну предъявляются все более жесткие требования. В результате окна запуска в обоих случаях были пропущены, а Прогрессы были запущены по двухдневной схеме.

Этот фактор возвращения экипажа особо упоминается в первом вопросе в социальных сетях, на который они ответили после запуска:

Почему @Astro_Alex и экипажу нужно два дня, чтобы добраться до МКС, когда это было возможно уже через 6 часов?

Ответ астронавта НАСА Кьелла Линдгрена:

Насколько я понимаю, по существу, потому что у нас была космическая станция, ее орбита и фазировка, адресованные для недавнего возвращения экипажа, просто текущее положение космической станции прямо сейчас сделало окно запуска таким, что им пришлось использовать это долгое время. профиль рандеву вместо более короткого профиля, к которому мы как бы привыкли.

Немного трансформируя вопрос в «Почему два дня?», Эта страница дает хронологию (ранней) двухдневной поездки (в пересчете на 90-минутные орбиты). С точки зрения небесной механики последовательность прожига не так уж сложна:

• Орбита 3 — фазирование DV1 во время LOS

• Орбита 4 — фазирование DV2 при LOS

• Орбита 17 — рандеву горит, находясь в прямой видимости

• Орбита 32 - Начать последовательность автоматического рандеву

• Орбита 34 - Заход на посадку и стыковка

Так что между маневрами DV1/DV2 на ранней стадии, "Rendezvous Burn" в середине и окончательным рандеву проходит много времени.

Некоторое дополнительное время связано с тем, как долго люди могут находиться на работе: после 4 витков (примерно 6 часов) экипаж останавливается на обед, а 6-12 витки — это сон экипажа. Также есть ряд ручных операций, озвучивание содержимого формы и т.д.

Этому способствует то, что «Союз», похоже, полностью полагается на российские ресурсы слежения, поэтому отслеживается только часть каждой орбиты. Проверки и вычисления после сжигания, кажется, занимают несколько орбит (т.е. довольно много часов) и уходят в биоциклы.

Но в основном задержки, похоже, связаны с синхронизацией с орбитой МКС . Сообщается, что «Союз» имеет запас по фазе в 150 градусов, из-за чего окна появляются гораздо чаще. Двухдневная последовательность основана на времени, необходимом для выполнения этого полного диапазона, даже если некоторые из них не нужны для конкретного запуска.

Эта тщательная последовательность и измерение контрастируют с разработанным позже быстрым рандеву :

Чтобы достичь четырехорбитальной связи, конструкторы перешли от «сначала измерить, потом запустить» на «сначала запустить, потом измерить» — т. е. вместо того, чтобы тратить всю орбиту на орбите выведения для измерений начальных параметров орбиты перед выходом на орбиту. -подъемные маневры, новое рандеву требует, чтобы первоначальные маневры были завершены на первом круге вокруг Земли на основе запланированных параметров выхода на орбиту. Измерения фактических параметров, полученные после впрыска, экстраполируются на заранее запланированные ожоги, а корректирующие маневры предназначены для проведения на второй орбите миссии для позиционирования космического корабля для начала автоматической последовательности сближения на орбите № 3.

Окна запуска узкие (потому что очень ограничены возможности фазирования, чтобы сразу поднять орбиты до МКС) и немногочисленные (потому что нет места для дополнительной регулировки наклонения). Но это более быстрая поездка!