Technologie

Ciężarówki na orbitę

ATV na tle ziemskiej atmosfery
ATV na orbicie na tle ziemskiej atmosfery.

ATV na tle ziemskiej atmosfery

ATV na orbicie na tle ziemskiej atmosfery.

Gdy myślimy o statkach kosmicznych dostarczających zaopatrzenie na Międzynarodową Stację Kosmiczną (MKS), oczyma wyobraźni widzimy przede wszystkim amerykańskie wahadłowce, oraz rosyjskie Sojuzy i Progresy. Tymczasem od pewnego czasu, oprócz NASA i RosKosmosu, jeszcze dwie agencje kosmiczne są w stanie regularnie wysyłać na orbitę statki z zaopatrzeniem. Europejska ESA dysponuje pojazdami ATV, a japońska JAXA – HTV. Przyjrzyjmy się im dzisiaj bliżej, bo oba są na swój sposób unikalne.

H-II Transfer Vehicle – HTV

Japoński pojazd (w języku mieszkańców kraju kwitnącej wiśni zwany też Kounotori, czyli Biały Bocian) powstał głównie z myślą o zaopatrywaniu japońskich laboratoriów MSK. Jest też wykorzystywany do transportu części zapasowych dla pozostałych komponentów stacji.

Diagram przedstawiający konstrukcję HTV

HTV w przekroju.

W zależności od potrzeb może składać się z dwóch modułów ciśnieniowych (takich, w których utrzymywana jest atmosfera pozwalająca na normalną pracę ludzi), lub z jednego modułu ciśnieniowego i jednego niehermetycznego, który można rozładować zdalnie przy pomocy zainstalowanego na stacji robotycznego ramienia. Pojazd ma 4,40m średnicy i w zależności od konfiguracji mierzy od 7,40m (dwa moduły ciśnieniowe) do 9,20m długości. Na orbitę jest w stanie dostarczyć około 7000 kg zaopatrzenia. Po wycofaniu ze służby promów kosmicznych, a zanim do regularnej służby wejdzie Dragon, HTV będzie jedynym statkiem zdolnym dostarczyć na orbitę International Standard Payload Racks, czyli znormalizowane szafy, w których jeszcze na Ziemi montowane są eksperymenty naukowe.

Japoński statek nie dokuje aktywnie (przy pomocy własnych silników) do stacji kosmicznej. Zamiast tego ustawia się on w odległości umożliwiającej robotycznemu ramieniu stacji na schwytanie go i przycumowanie do jednego z portów dokujących modułu Harmony.

HTV na tle Ziemi chwytany przez robotyczne ramię Międzynarodowej Stacji Kosmicznej

HTV tuż przed dokowaniem do MSK

Po tym manewrze, astronauci mogą swobodnie dostać się do wnętrza modułu ciśnieniowego i rozładować jego zawartość. Pojazd może pozostać zacumowany do stacji przez około 30 dni. W tym czasie napełniany jest wszelkiego rodzaju odpadkami, które należy usunąć ze stacji. Następnie HTV odłącza się od stacji i wykonuje manewry sprowadzające go z orbity. Ponieważ nie jest on przystosowany do powrotu na powierzchnię planety, zamiast tego kończy swoją odyseję spalając się w atmosferze nad Pacyfikiem.

Pierwszy lot HTV odbył się w 2009 r. i zakończył pełnym sukcesem po 52 dniach. W ostatnią sobotę (22. stycznia 2011 r.) na orbitę trafił kolejny statek tego typu. Do MSK ma zacumować 27. stycznia.

Automatyczny Pojazd Transferowy – (Automated Transfer Vehicle – ATV).

Diagram przedstawiający konstrukcję ATV

ATV w przekroju.

ATV to projekt prawdziwie międzynarodowy. Oprócz kilku konsorcjów europejskich, biorą w nim udział firmy rosyjskie i ukraińskie. Pojazd ma wymiary zbliżone do HTV, jednak na tym podobieństwa właściwie się kończą.

Pierwszą, widoczną na pierwszy rzut oka różnicą, są cztery panele słoneczne. ATV został bowiem zaprojektowany do znacznie dłuższego przebywania na orbicie okołoziemskiej, w tym także do lotów samodzielnych (bez dokowania do MKS).

ATV posiada ładownię ciśnieniową o pojemności 48 m³, nie posiada natomiast ładowni niehermetycznej. W przeciwieństwie do pojazdu japońskiego, statek ESA potrafi w pełni samodzielnie zacumować do MSK. Możliwe jest to dzięki dwóm opracowanym w Europie laserowym systemom pozycjonowania (z których każdy dla bezpieczeństwa jest zdublowany) dodatkowo wspartych sprawdzonym w wielu lotach rosyjskim systemem radarowym.

Niestety ATV przystosowany jest do dokowania do rosyjskiego modułu Zwiezda, który jest wyposażony w wąski luk. Z tego powodu ATV nie nadaje się do przewożenia znormalizowanych szaf z eksperymentami. Cumowanie do Zwiezdy, która jest modułem wyposażonym w silniki napędowe, pozwala za to ATV pełnić rolę cysterny z paliwem. Statek wyposażony jest bowiem w zbiorniki w których może pomieścić 4700 kg paliwa do silników stacji. Dodatkowo europejski statek dostarcza też na stację wodę (ok 800l) oraz do 100 kg gazów takich jak tlen, azot lub hel.

ATV może pozostawać przycumowany do MSK przez ponad 6 miesięcy. W tym czasie stacja korzysta z jego silników do zmian swojej orbity, oszczędzając tym samym swoje paliwo.

Po półrocznym pobycie w kosmosie, ATV czeka los taki sam jak HTV. Wypełniony ponad sześcioma tonami odpadków sprowadzany jest w atmosferę na Pacyfikiem, gdzie ulega spaleniu.

Trójka astronautów w przestronnym wnętrzu pierwszego ATV.

Astronauci we wnętrzu pierwszego przycumowanego do MSK statku ATV. Statek dostarczył na orbitę między innymi rękopis jednej z powieści Juliusza Verne'a

Pierwszy ATV ochrzczony Juliusz Verne zacumował do MSK w Kwietniu 2008. Kolejny, Johannes Kepler, ma wystartować z kosmodromu w Kourou już 15 lutego tego roku.

Europejska Agencja Kosmiczna planuje dalszy rozwój projektu ATV. Rozważana jest wersja wyposażona w małą kapsułę towarową, która służyłaby wysyłaniu na ziemię małych ładunków, wersja przystosowany do cumowania do „zachodnich” modułów stacji, które są wyposażone w szerokie luki. Najciekawszy oczywiście jest projekt zbudowania na podstawie ATV pierwszego europejskiego statku załogowego.

Więcej informacji:

Print Friendly, PDF & Email

O autorze

Michał Jarosz

Inżynier automatyki i robotyki. Utrzymuje się z projektowania systemów bazodanowych. Dorywczo koordynator badań klinicznych. Członek Association for Computing Machinery. Założyciel i opiekun zespołu obliczeń rozproszonych BOINC@Poland. Na koncie jeden maraton i aspiracje do kolejnych.

  • ciekawski

    Akurat pisze na ten temat prace licencjacką i mam pytanie do autora czy może polecić jakieś strony lub książki na ten temat ? Szukam wszędzie i znajduje jakieś informacje ogólne.