Выбор языка |
Главная О КНТС Новости Программы Направления исследований Эксперименты Результаты Информационные ресурсы Приём заявок
Шифр эксперимента: Тензор
Направление НПИ: 5. Технологии освоения космического пространства
Секция КНТС: 7. Технические исследования и эксперименты
Наименование эксперимента: Определение динамических характеристик МКС по ТМИ
Цель эксперимента:

Целью КЭ «Тензор» является экспериментальная отработка методов определения и уточнения динамических характеристик МКС, необходимых для улучшения точности определения ориентации, прогноза функционирования бортовых систем и выполнения качественного проведения и анализа научных экспериментов.

Описание эксперимента:

Изменение конфигурации МКС в процессе стыковок и расстыковок грузовых и пилотируемых кораблей, перемещение экипажем доставляемых грузов, перекачка топлива и воды оказывает косвенное влияние на соотношение моментов инерции, на аэродинамические характеристики и положение центра масс МКС. Оперативное определение и уточнение динамических характеристик МКС позволяет качественно прогнозировать, планировать и осуществлять режимы работы двигательных установок, расходов топлива, точности поддержания необходимой ориентации, скорости разворотов станции и частоты разгрузок гиродинов.

Задачи в обеспечение выполнения поставленной цели:

1. Выполнение измерения от датчиков СУД и регистрация TV изображения станции для определения динамических характеристик МКС по ТМИ (соотношения моментов инерции, аэродинамические характеристики, положение центра масс МКС и т.д.).

2. Обеспечение передачи результатов измерений и данных о режимах работы бортовой аппаратуры на Землю по ТМ-каналам и процесса разворота станции по TV-каналам с ТК и ТКГ, маневрирующих вблизи МКС.

3. Выполнение обработки ТМ и TV информации для определения текущих динамических характеристик МКС.

4. Учет уточненных значений динамических характеристик МКС в штатных математических моделях бортовых систем МКС, используемых при управлении полетом.

В настоящее время все работы по эксперименту «Тензор» завершены.

В соответствии с итоговым отчётом № 073-5/241 от 25.12.2007 г. в процессе проведения эксперимента на борту станции было запланировано 77 сеансов измерений. Из них в 64 сеансах была получена телеметрическая информация. Остальные сеансы были сбойными, либо отсутствовала техническая возможность их проведения. Измерения проводились в автоматическом режиме, без участия экипажа. Используемая аппаратура СУД работала в штатном режиме.

Телевизионные камеры в период выполнения эксперимента использованы не были, так как их применение на отделяемом корабле для определения положения центра масс МКС предполагает закрутки станции в разных ориентациях, что не удалось в течение этого временного периода согласовать с американской стороной.

Новизна эксперимента:

Эксперимент «Тензор» является продолжением исследований, проводимых на станции «Мир». Методика уточнения динамических характеристик космических аппаратов, полученная в ходе проведения и анализа результатов КЭ «Тензор», применима не только для МКС, но и при управлении другими космическими аппаратами.

Научная аппаратура:

Использовалась штатная аппаратура СУД (ГИВУС, БОКЗ, американские гиродины CMG), а также штатные акселерометры - российские АЛО 034 (акселерометр линейный оптический), ИМУ-128 (измеритель малых ускорений) и американский – MAMS (Microgravity Acceleration Measurement System).

Ожидаемые результаты:

 

Полученные результаты:

В процессе проведения КЭ используемая аппаратура работала штатно, без замечаний.

Полученные результаты согласуются с имеющимися в этой области данными, вычисленными в период эксплуатации станции “Мир”, и в то же время дают дополнительные возможности для решения задач управления полетом, планирования экспериментов и анализа полученных результатов исследований.

Результаты КЭ используются для повышения эффективности управления полетом МКС, поскольку более точные значения динамических параметров, закладываемых в используемые математические модели наземного комплекса и в бортовую вычислительную систему, повышают надежность и предсказуемость поведения станции при поддержании заданного углового положения, либо переориентации МКС.

На основании полученных в ходе КЭ данных было проведено исследование возможности управления ориентацией космического аппарата (КА) «Ямал-200» по математической модели его движения. Для повышения точности указанной модели и точности работы системы управления движением (СУД) уточнялись динамические характеристики аппарата. Результаты проведенного исследования подтвердили возможность управления КА «Ямал-200» с использованием математической модели углового движения.

В настоящее время работы, проводимые в КЭ «Тензор», продолжаются в рамках КЭ «Среда-МКС» (ТЗ на КЭ «Среда-МКС» № 073-5/157 от 03.10.05 г.).

Экспресс-отчет № 112-8/272-01 от 21.11.01 г. по КЭ «Определение динамических характеристик МКС по ТМИ» (Тех-13).

Экспресс-отчет № 112-8/89-02 от 18.04.02 г. по КЭ «Определение динамических характеристик МКС по ТМИ» (Тех-13).

Итоговый отчет № 073-5/241 по КЭ «Уточнение динамических характеристик МКС» от 25.12.2007 г.

Сроки проведения: 2001-2006 г.
Состояние эксперимента: Завершен
Организация постановщик: ПАО РКК «Энергия» им. С.П.Королева
Организации участники: ФГУП «Центр Келдыша», ОАО РКК «Энергия»
Научный руководитель: Беляев М. Ю., ПАО РКК «Энергия», зам. рук. НТЦ - нач. отд., д.т.н., профессор
Публикации по эксперименту:

По результатам проведения эксперимента было опубликовано 12 работ:

1. Банит Ю.Р., Беляев М.Ю., Добринская Т.А., Ефимов Н.И., Сазонов В.В., Стажков В.М. Определение тензора инерции Международной космической станции по телеметрической информации: Препринт – 57. М.: Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН, 2002.

2. Беляев М.Ю., Банит Ю.Р., Завалишин Д.А., Сазонов В.В., Стажков В.М. Эксперимент “Тензор” по определению динамических характеристик МКС // Труды XXXVIII научных чтений, посвященных разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского. Казань: Казанский государственный университет, - 2004.

3. Завалишин Д.А., Беляев М.Ю., Рулев Д.Н., Стажков В.М. Определение массы орбитальной станции в полете. // Труды XXXIX научных чтений, посвященных разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского. Казань: Казанский государственный университет, - 2005. 136

4. Беляев М.Ю., Завалишин Д.А., Егоров Н.А., Спаржин Ю.В., Хамиц И.И., Шутиков М.А., Сазонов В.В. Определение массы международной космической станции в полете // Космонавтика и ракетостроение, Королев: 2005. Завалишин Д.А. Уточнение динамических характеристик МКС в полете // Труды XXXX научных чтений, посвященных разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского. Казань: Казанский государственный университет, - 2006.

5. Завалишин Д.А., Беляев М.Ю., Сазонов В.В. Применение данных акселерометра MAMS при оценке динамических характеристик МКС: Препринт –101. М.: Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН, 2005.

6. Завалишин Д.А., Беляев М.Ю., Сазонов В.В. Применение данных акселерометра MAMS при оценке динамических характеристик МКС // МатериалыXXX академических чтений по космонавтике. Москва: Комиссия РАН, - 2006.

7. Беляев М.Ю., Завалишин Д.А., Марков А.В., Сазонов В.В. “Определение параметров крупногабаритных орбитальных станций в полете” // Материалы международной научной конференции: «Ракетная техника: фундаментальные и прикладные проблемы механики», МГТУ, 6 мая 2006.

8. Бабкин Е.В., Беляев М.Ю., Завалишин Д.А., Стажков В.М., Сазонов В.В. “Использование измерений кажущегося ускорения на МКС ” // Материалы XIII Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. Санкт-Петербург: Электроприбор, - 2006.

9. Банит Ю.Р., Завалишин Д.А., Стажков В.М. Оценка динамических параметров орбитальных станций в полете // Материалы IX Всероссийского съезда по теоретической и прикладной механике, Нижний Новгород, 22-28 августа 2006.

10. Севастьянов Н.Н., Бранец В.Н., Банит Ю.Р. и др. Определение тензора инерции геостационарных спутников «Ямал» по телеметрической информации: Препринт – 17. М.: Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН, 2006.

11. Севастьянов Н.Н., Бранец В.Н., Беляев М.Ю., Завалишин Д.А., Платонов В.Н., Банит Ю.Р., Сазонов В.В. Исследование возможности управления КА «Ямал-200» с использованием математической модели движения // Труды XIV Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам, Санкт Петербург, 29 мая 2007.

12. Banit Yu.R., Sevastianov N.N., Branez V.N., Belyaev M.Yu., Zavalishin D.A., Platonov V.N., Sazonov V.V. The control of Jamal-200 attitude using angular motion mathematical model // The materials of the 7th International Symposium Reducing the Costs of Spacecraft Ground Systems, Moscow, 13 June 2007.

Последнее обновление: 17.11.2017

Информационная справка

Программы

Изображения