Rendezvous Pitch Maneuver

Prom Discovery wykonuje RPM, inaczej zwany backflip

Pierwotnie nazywany R-bar pitch maneuver (RPM), następnie Rendezvous Pitch Maneuver (RPM), także nazywany Rotational Pitch Maneuver (RPM), czyli salto w tył, ang. backflip, które wykonywał prom kosmiczny mocą silniczków Reaction Control System (RCS), przed przycumowaniem do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), w celu zaprezentowania osłony termicznej wahadłowca astronautom fotografującym ją z pokładu stacji kosmicznej. Podczas gdy prom kosmiczny był oddalony od stacji o 180 metrów, obracał się w tył, o 360° w płaszczyźnie pionowej, aby umożliwić wykonanie zdjęć cyfrowych osłony termicznej, w celu udokumentowania jej stanu technicznego^[1] ^[2].

Bazując na informacjach zebranych podczas RPM, zespół kontroli misji mógł podjąć decyzję o gotowości, lub nie, do wejścia w atmosferę. Mogli oni również podjąć decyzję na oczekiwanie w ISS na misję ratowniczą lub próbować EVA do naprawienia osłony termicznej umożliwiającego bezpieczne wejście promu w atmosferę. Te działania stały się standardem dla wszystkich wahadłowców dokujących do ISS po katastrofie promu Columbia, spowodowanej przez uszkodzoną osłonę termiczną. Po raz pierwszy manewr RPM wykonano w misji STS-114. Manewr RPM trwał dziewięć minut, półtora minuty podczas manewru było przeznaczone na fotografowanie osłony termicznej promu. Zdjęcia były wykonywane aparatami cyfrowymi z matrycami o wysokiej rozdzielczości i z długoogniskowymi obiektywami o ogniskowej długości 400 mm, 800 mm, 1000mm^[3]. Manewr (RPM) wymagał od dowódcy statku wysokich kwalifikacji pilotażowych w sterowaniu wahadłowców, ze względu na to, iż manewr był wykonywany w pobliżu stacji kosmicznej, nie zawsze pozostającej w pełnym widoku ^[4] ^[5].

Galeria Rendezvous Pitch Maneuver

Astronauci Jeffrey Williams i Nicole Stott, obydwoje z ekspedycji 21, z Modułu Sewisowego Zwiezda, fotografują prom Atlantis podczas RPM
Tylna część wahadłowca Endeavour sfotografowana przez załogę ekspedycji 22, podczas RPM w STS-130
Zdjęcie to wykonano podczas STS-130 i Ekspedycji 22 w czasie RPM
Zdjęcie wykonali członkowie załogi Ekspedycji 27 podczas RPM w STS-134

Dokowanie promu do ISS

Układ współrzędnych (na rysunku z lewej strony) przedstawia współrzędną R-bar^[6] łączącą środek Ziemi, z ISS (na wykresie oznaczony jako TARGET), plusem skierowaną do środka ziemi. Współrzędna V-bar^[7] jest styczną do orbity ISS, dodatnią w kierunku jej obrotu i prostopadłą do współrzędnej R-bar. Po zakończeniu manewru RPM (punkt 1 na układzie współrzędnych), wahadłowiec wykonywał zmianę kąta pochylenia o 90° podnosząc dziób do góry w tempie 0,1° na sekundę^[5]. Jednocześnie silniczki systemu RCS ustawiały wahadłowiec tak, aby w momencie kiedy będzie skierowany ogonem w kierunku Ziemi, otwarta skrzynia ładunkowa wskazywała wyznaczony port dokowania stacji ISS (APAS-95 strona bierna) (punkt 2), a prędkość wznoszenia zmniejszyła się do zera. Port dokowania promu APAS-95 (strona aktywna) znajdował się we wnęce ładunkowej promu. Jeżeli założymy, że przód ISS to strona zwrócona w kierunku poruszania się w ruchu orbitalnym, to tak ustawiony prom (punkt 2) znajdował z przodu ISS. W tym miejscu znajdował się początek etapu, w którym wahadłowiec poruszał się według osi V-bar. Na początku trasy promu według osi V-bar prędkość wahadłowca w ruchu orbitalnym początkowo nieznacznie malała (hamowanie silnikami RCS), co rozpoczynało zbliżanie się wahadłowca do portu dokowania ISS. W ostatniej fazie dokowania, prędkość wahadłowca względem ISS stopniowo malała tak, aby w momencie spotkania równała się zeru (była zbliżona do zera)^[8].

Dokowanie było można realizować w trybie manualnym i automatycznym. Okna promu umieszczone na pokładzie tylnym (w dachu kabiny)^[a] ułatwiały sterowanie promem podczas dokowania ręcznego. W misji STS-128, wystrzelonej 28 sierpnia 2009 roku, odbyło się inauguracyjne użycie systemu nawigacyjnego do dokowania nowej generacji o nazwie TriDAR. W urządzeniu tym użyto skanera 3D i kamerę termograficzną. Zasada działania TriDAR-u nie opierała się na zastosowaniu znaczników, czujników i punktów umownych, lecz śledziła ISS na podstawie jej kształtu przestrzennego i termograficznego zapisanego w pamięci programu urządzenia^[9].

Galeria dokowania promu do ISS

ISS widziana z jednego z dwóch okien tylnego pokładu promu (w dachu kabiny), podczas gdy prom znajdował się na ścieżce dokowania V-bar
Mała skrzynka nad portem dokowania jest urządzeniem do automatycznego dokowania TriDAR,
APAS-95 (strona aktywna) – port dokowania promu Atlantis
APAS-95 (strona pasywna) portu dokowania do ISS na hermetycznym module cumowania PMA-2
Wahadłowiec Discovery, przycumowany do laboratorium Destiny na ISS
Wahadłowiec Endeavour przycumowany do ISS podczas STS-134

Zobacz też

Przypisy

↑ Anna Heiney: Mission STS-118: Investing in Future Exploration. NASA's John F. Kennedy Space Center, 08.28.07. [dostęp 2012-01-03]. (ang.).
↑ Atlantis Backflips En Route to Station. NASA, 02.09.08. [dostęp 2012-01-03]. (ang.).
↑ NASA: International Space Station Imagery. NASA, aktualizowane: 15/08/2011. [dostęp 2012-01-03]. [zarchiwizowane z tego adresu (2015-05-07)]. (ang.).
↑ Transcript: Discovery Flips, Heads to Station. NASA, 07.06.06. [dostęp 2012-01-03]. (ang.).
↑ ^a ^b WILLIAM HARWOOD: Shuttle Discovery nears rendezvous with station. Spaceflight Now, March 9, 2001. [dostęp 2012-01-03]. (ang.).
↑ Na rysunku oznaczona jako R, chociaż w tekście źródłowym nazwana współrzędną R-bar, a w innych źródłach jako wyimaginowaną linią R-bar
↑ Na rysunku oznaczona jako V, w tekście źródłowym nazwana współrzędną V-bar, a w innych źródłach opisywana jest jako wektor prędkości V-bar
↑ Robert N. Lea and Eric V. Mitchell, Mary Ann Goodwin: AUTONOMOUS CONTROL PROCEDURES FOR SHUTTLE. NASA Johnson Space Center, Houston, Texas. [dostęp 2012-01-03]. (ang.).
↑ Canadian content aboard Atlantis:. Canadian Space Agency. [dostęp 2012-01-03]. (ang.).

Uwagi

↑ Po pojawieniu się grafiki, należy kliknąć napis „jego strona opisu”, a następnie ustawić znacznik myszy na wybranym elemencie, co spowoduje wyświetlenie opisu

Bibliografia

Endeavour's Rendezvous Pitch Maneuver [dostęp 27-10-2011]
Atlantis Backflips En Route to Station [dostęp 27-10-2011]
Shuttle Discovery nears rendezvous with station [dostęp 17-10-2011]
SHUTTLE RENDEZVOUS PROXIMITY OPERATIONS [dostęp 17-10-2011]
Canadian content aboard Atlantis (TriDAR) [dostęp 27-10-2011]

Linki zewnętrzne

STS-122
full pitch maneuver STS-114. spaceflight.nasa.gov. [zarchiwizowane z tego adresu (2008-10-31)].
STS-115 Rendezvous Pitch Maneuver

[1] Anna Heiney: Mission STS-118: Investing in Future Exploration. NASA's John F. Kennedy Space Center, 08.28.07. [dostęp 2012-01-03]. (ang.).

[2] Atlantis Backflips En Route to Station. NASA, 02.09.08. [dostęp 2012-01-03]. (ang.).

[3] NASA: International Space Station Imagery. NASA, aktualizowane: 15/08/2011. [dostęp 2012-01-03]. [zarchiwizowane z tego adresu (2015-05-07)]. (ang.).

[RPM-4] Transcript: Discovery Flips, Heads to Station. NASA, 07.06.06. [dostęp 2012-01-03]. (ang.).

[Rendezvous_Pitch_Maneuver-5] WILLIAM HARWOOD: Shuttle Discovery nears rendezvous with station. Spaceflight Now, March 9, 2001. [dostęp 2012-01-03]. (ang.).

[6] Na rysunku oznaczona jako R, chociaż w tekście źródłowym nazwana współrzędną R-bar, a w innych źródłach jako wyimaginowaną linią R-bar

[7] Na rysunku oznaczona jako V, w tekście źródłowym nazwana współrzędną V-bar, a w innych źródłach opisywana jest jako wektor prędkości V-bar

[8] Robert N. Lea and Eric V. Mitchell, Mary Ann Goodwin: AUTONOMOUS CONTROL PROCEDURES FOR SHUTTLE. NASA Johnson Space Center, Houston, Texas. [dostęp 2012-01-03]. (ang.).

[10] Canadian content aboard Atlantis:. Canadian Space Agency. [dostęp 2012-01-03]. (ang.).

[9] Po pojawieniu się grafiki, należy kliknąć napis „jego strona opisu”, a następnie ustawić znacznik myszy na wybranym elemencie, co spowoduje wyświetlenie opisu

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[a]

[9]

Amerykańskie – Program STS	OV-101 Enterprise (testy aerodynamiczne) OV-098 Pathfinder (testy naziemne) OV-102 Columbia (zniszczony w katastrofie) OV-099 Challenger (zniszczony w katastrofie) OV-103 Discovery (nieaktywny) OV-104 Atlantis (nieaktywny) OV-105 Endeavour (nieaktywny)
Radzieckie – Program Buran	OK-GLI (testy aerodynamiczne) 1.01 Buran (zniszczony w zawaleniu dachu hangaru) 1.02 Pticzka (ukończony w 90-95%) 2.01 (niekompletny) 2.02 (częściowo zdemontowany) 2.03 (zdemontowany)

Główne artykuły	System Transportu Kosmicznego Wahadłowiec kosmiczny
Komponenty	Orbiter SRB ET
Systemy	SSME SRM OMS RCS Canadarm OBSS ODS
Orbitery STS	Columbia Challenger Discovery Atlantis Endeavour
STS – Od powstania do pierwszej misji	Narodziny koncepcji i powstanie projektu Ostateczna koncepcja wahadłowca ALT - Próby podejścia i lądowania MVGVT – Próby drgań Próby na wyrzutni Próby wytrzymałościowe prototypu STA-099 Próby silników SSME Próby rakiet wspomagających i zbiornika zewnętrznego Próby awioniki wahadłowca
Przedmioty testów	Pathfinder Enterprise MPTA-ET MPTA-098
Miejsca startu	Centrum Kosmiczne Johna F. Kennedy’ego (Kompleks startowy 39) Vandenberg AFB (Kompleks startowy 6 bazy Vandenberg) (anulowane w 1986)
Miejsca lądowań	Centrum Kosmiczne Johna F. Kennedy’ego (SLF 15 lub 33) Edwards Air Force Base (bieżnia 23) White Sands Missile Range
Przyszłość programu	Shuttle-Derived Launch Vehicle Shuttle-C Ares I Ares V
Instalacje naziemne	Vehicle Assembly Building Mobile Launcher Platform Crawler-transporter
Katastrofy	Challenger (1986) Columbia (2003)
Operacje	Odliczanie do startu wahadłowca Wzlot wahadłowca na orbitę Operacje orbitalne wahadłowca Wejście w atmosferę i lądowanie wahadłowca
Różne	Misje Misje anulowane Decyzja Załogi W fikcji Shuttle Carrier Aircraft Rendezvous Pitch Maneuver Spacelab SpaceHab Saturn-Shuttle
Ośrodki i operacje naziemne	Lądowisko Hangar Obsługi Orbitera OPF Hala montażu pojazdu VAB Centrum kontroli startu MCC Kompleks startowy 39 Budynki obsługi członów napędu orbitalnego Przygotowanie ładunków użytecznych Odzyskiwanie i remont rakiet wspomagających Centrum Kontroli Misji Edwards Air Force Base
Operacje awaryjne	Sposoby ewakuacji załogi Sposoby przerwania startu Awaria na orbicie lądowanie awaryjne