Завершаются испытания «Орбитального Экспресса»

Комплекс «Орбитал Экспресс» (Orbital Express) был выведен на орбиту 8 марта этого года во время кластерного запуска ракеты-носителя «Атлас-5» в рамках «Космической технологической программы 1» (см. «Взлёт» №4/2007, с. 38-39). Комплекс состоит из двух аппаратов – прототипа спутника обслуживания «Астро» и прототипа целевого спутника следующего поколения «НекстСат». Вплоть до конца марта специалисты проводили тестирование аппаратуры обоих КА. «НекстСат» показал себя достаточно хорошо. В то же время программное обеспечение «Астро» давало сбой в управлении аппаратом – разработчикам пришлось обновить его и вновь протестировать. В итоге комплекс приступил к выполнению первого запланированного эксперимента только к концу марта. В рамках миссии начался этап под названием «Сценарий 0».

1 апреля «Астро», будучи в сцепке с «НекстСатом», впервые осуществил его заправку гидразином. На спутник были перекачены 14,5 кг топлива, а на следующий день – еще 8,6 кг. Это позволило 4 апреля осуществить обратную операцию: насос «Астро» успешно выкачал из топливного резервуара «НекстСата» все, что ранее туда закачал.

6 апреля комплекс провел первое испытание по установке на целевом спутнике батареи. Эксперимент прошел под управлением с Земли, но при достаточно большой автономности аппаратов. Разработчики пояснили, что ЦУП, контролируя операцию в целом, давал лишь согласие на переход к очередному ее этапу. С помощью руки-манипулятора «Астро» установил батарею на «НекстСате» и подключил ее к системе электроснабжения аппарата. Испытание прошло штатно, никаких сложностей не возникло.

К середине апреля разработчики миссии констатировали, что «Сценарий 0» успешно выполнен. «Команда проекта «Орбитал Экспресс» выполнила задачи, которые до сих пор еще никем не были реализованы в космическом пространстве», – так оценил работу специалистов президент компании «Боинг Эдванст Системз» Джордж Мюлльнер.

16 апреля специалисты приступили к новому этапу испытаний – «Сценарию 1», в рамках которого была запланирована первая операция по разделению сцепки комплекса. Уже на следующий день рука-манипулятор «Астро» успешно переместила «НекстСат» в положение, при котором стал возможен выпуск разъемного стыковочного кольца. Операция по снятию кольца увенчалась успехом, после чего «Астро» постепенно перевел «НекстСат» в позицию причаливания, рука-манипулятор высвободила спутник, а вслед за этим вступил в действие механизм захвата – «НекстСат» вновь пристыковался к «Астро».

К 4 мая «Сценарий 1» был официально завершен, а 5 мая в соответствии со «Сценарием 2» состоялся эксперимент по расстыковке спутников. Испытания прошли успешно: после расстыковки «Астро» отошел от «НекстСата» на расстояние 10 м, затем вернулся к нему, провел операцию по захвату аппарата и стыковки с ним.

По программе испытаний комплексу предстояли еще шесть «сценариев» по удалению на расстояние в 30 м, 60 м, 1 км и 7 км, а наряду с этим и серия других экспериментов. Но после 5 мая команда, работающая по проекту «Орбитал Экспресс», приостановила регулярную публикацию отчетов о ходе испытаний. Причиной оказалось следующее: 11 мая во время проведения теста по удалению спутников на 30 м возникла серьезная проблема. Когда аппараты находились на расстоянии примерно 10 м, на «Астро» вышел из строя бортовой компьютер АС-2, обрабатывающий информацию от оптических и инфракрасных датчиков спутника и его лазерного дальномера. Потеряв навигацию, «Астро» дважды безуспешно пытался перегрузить АС-2, но в итоге автоматически ушел от «НекстСата» – во избежание столкновения с ним. В тот вечер спутники разошлись более чем на 120 м. Дрейфуя, аппараты за четыре дня удалились друг от друга на несколько километров – к середине мая расстояние между ними составляло уже 6 км. Попытки перегрузить АС-2, отвечающий за навигацию «Астро», оказались неудачными. Найти причины его выхода из строя инженеры не смогли, поэтому в итоге задействовали резервный бортовой компьютер АС-3.

Выход из строя компьютера АС-2 заставил пересмотреть весь график дальнейших работ с аппаратами. Учитывая, что спутники разошлись на большое расстояние, специалистам предстояло сразу перейти к конечным «сценариям» миссии. Для безопасности аппаратов было решено, что «Астро» сначала медленно двинется в сторону «НекстСата». Но так как намеченные изначально тесты сенсоров «Астро» провести не удалось, специалистам пришлось работать в сложных условиях. Спутник долгое время не мог найти «НекстСат». И только на удалении в 4 км инфракрасная камера и лазерный дальномер «Астро» смогли взять «НекстСат» на «прицел».

19 мая, будучи примерно в 2 км от «НекстСата», спутник «Астро» начал целевое сближение и самостоятельно подошел к нему на расстояние 140 м. На этом этапе были активизированы оптическая камера «Астро» и сенсор AVGS, ориентирующийся по отражению лазерного луча от поверхности «НекстСата». Спустя приблизительно 8 ч после начала сценария по воссоединению комплекса, «Астро» преодолел необходимое расстояние и произвел успешный захват «НекстСата». «Возникшие трудности неожиданно позволили нам доказать, что одна из самых трудных задач в обслуживании спутников выполнима, – подытожил главный инженер программы «Орбитал Экспресс» Боб Френд. – Никто никогда не делал этого прежде. Еще раз мы вошли в историю».

С 30 мая на комплексе возобновились эксперименты по замене батарей и перекачке топлива с одного КА на другой, а затем – по расстыковке, разведению и последующему сближению с новой стыковкой. Их итогом стала первая в истории полностью автоматическая стыковка двух космических аппаратов с расстояния 7 км, осуществленная 29 июня. После заключительных операций по очередной дозаправке «НектСата», замене на нем батарей, а также эксперимента по снятию и обратной установке с помощью руки-манипулятора «Астро» бортового компьютера на «ремонтируемом» КА проект «Орбитал Экспресс» в начале июля завершится. А.Ч.

Вадим ЛУКАШЕВИЧ, Игорь АФАНАСЬЕВ, Дмитрий ВОРОНЦОВ Иллюстрации Вадима Лукашевича