Стыковочные агрегаты

[frigate]

Technology Development of Automated Rendezvous and Docking/Capture Sensors and Docking Mechanism for the Asteroid Redirect Crewed Mission
PDF Size: 788 KB

Author and Affiliation:	Hinkel, Heather (NASA Johnson Space Center, Houston, TX, United States); Strube, Matthew (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD, United States); Zipay, John J. (NASA Johnson Space Center, Houston, TX, United States); Cryan, Scott (NASA Johnson Space Center, Houston, TX, United States)
Abstract:	This paper will describe the technology development efforts NASA has underway for Automated Rendezvous and Docking/Capture (AR&D/C) sensors and a docking mechanism and the challenges involved. The paper will additionally address how these technologies will be extended to other missions requiring AR&D/C whether robotic or manned. NASA needs AR&D/C sensors for both the robotic and crewed segments of the Asteroid Redirect Mission (ARM). NASA recently conducted a commonality assessment of the concept of operations for the robotic Asteroid RedirectVehicle (ARV) and the crewed mission segment using the Orion spacecraft. The commonality assessment also considered several future exploration and science missions requiring an AR&D/C capability. Missions considered wereasteroid sample return, satellite servicing, and planetary entry, descent, and landing. This assessment determined that a common sensor suite consisting of one or more visible wavelength cameras, a three-dimensional LIDAR along with long-wavelength infrared cameras for robustness and situational awareness could be used on each mission to eliminate the cost of multiple sensor developments and qualifications. By choosing sensor parameters at build-time instead of at design-time and, without having to requalify flight hardware, a specific mission can design overlapping bearing, range, relative attitude, and position measurement availability to suit their mission requirements with minimal non-recurring engineering costs. The resulting common sensor specification provides the union of all performance requirements for each mission and represents an improvement over the current systems used for AR&D/C today. These sensor specifications are tightly coupled to the docking system capabilities and requirements for final docking conditions. The paper will describe NASA's efforts to develop a standard docking system for use across NASA human spaceflight missions to multiple destinations. It will describe the current design status and the considerations and technologies involved in developing this docking mechanism.
Publication Date:	Mar 05, 2016
Document ID:	20150019634  (Acquired Oct 26, 2015)
Subject Category:	SPACECRAFT DESIGN, TESTING AND PERFORMANCE
Report/Patent Number:	JSC-CN-34580
Document Type:	Conference Paper
Meeting Information:	2016 IEEE Aerospace Conference; 5-12 Mar. 2016; Big Sky, MT; United States
Meeting Sponsor:	Institute of Electrical and Electronics Engineers; New York, NY, United States American Inst. of Aeronautics and Astronautics; Reston, VA, United States PHM Society; New York, NY, United States
Financial Sponsor:	NASA Johnson Space Center; Houston, TX, United States
Description:	9p; In English
Distribution Limits:	Unclassified; Publicly available; Unlimited
Rights:	No Copyright
NASA Terms:	ASTEROID MISSIONS; SAMPLE RETURN MISSIONS; ORBITAL RENDEZVOUS; SPACECRAFT DOCKING; SITUATIONAL AWARENESS; SPACECRAFT MAINTENANCE; NASA PROGRAMS

[frigate]

Rendezvous and Docking Strategy for Crewed Segment of the Asteroid Redirect Mission
PDF Size: 3.2 MB

Author and Affiliation:	Hinkel, Heather D. (NASA Johnson Space Center, Houston, TX, United States); Cryan, Scott P. (NASA Johnson Space Center, Houston, TX, United States); D'Souza, Christopher (NASA Johnson Space Center, Houston, TX, United States); Dannemiller, David P. (NASA Johnson Space Center, Houston, TX, United States); Brazzel, Jack P. (NASA Johnson Space Center, Houston, TX, United States); Condon, Gerald L. (NASA Johnson Space Center, Houston, TX, United States); Othon, William L. (NASA Johnson Space Center, Houston, TX, United States); Williams, Jacob (Engineering Research and Consulting, Inc., Houston, TX, United States)
Abstract:	This paper will describe the overall rendezvous, proximity operations and docking (RPOD) strategy in support of the Asteroid Redirect Crewed Mission (ARCM), as part of the Asteroid Redirect Mission (ARM). The focus of the paper is on the crewed mission phase of ARM, starting with the establishment of Orion in the Distant Retrograde Orbit (DRO) and ending with docking to the Asteroid Redirect Vechicle (ARV). The paper will detail the sequence of maneuvers required to execute the rendezvous and proximity operations mission phases along with the on-board navigation strategies, including the final approach phase. The trajectories to be considered will include target vehicles in a DRO. The paper will also discuss the sensor requirements for rendezvous and docking and the various trade studies associated with the final sensor selection. Building on the sensor requirements and trade studies, the paper will include a candidate sensor concept of operations, which will drive the selection of the sensor suite; concurrently, it will be driven by higher level requirements on the system, such as crew timeline constraints and vehicle consummables. This paper will address how many of the seemingly competing requirements will have to be addressed to create a complete system and system design. The objective is to determine a sensor suite and trajectories that enable Orion to successfully rendezvous and dock with a target vehicle in trans lunar space. Finally, the paper will report on the status of a NASA action to look for synergy within RPOD, across the crewed and robotic asteroid missions.
Publication Date:	May 05, 2014
Document ID:	20140003570  (Acquired Apr 30, 2014)
Subject Category:	SPACE SCIENCES (GENERAL); SPACE TRANSPORTATION AND SAFETY
Report/Patent Number:	JSC-CN-30838
Document Type:	Conference Paper
Publication Information:	(SEE 20140004821)
Meeting Information:	SpaceOps 2014,; 5-9 May 2014; Pasadena, CA; United States
Meeting Sponsor:	American Inst. of Aeronautics and Astronautics; Reston, VA, United States
Contract/Grant/Task Num:	WBS 247926.06.01
Financial Sponsor:	NASA Johnson Space Center; Houston, TX, United States
Description:	27p; In English; Original contains color illustrations
Distribution Limits:	Unclassified; Publicly available; Unlimited
Rights:	Copyright; Distribution as joint owner in the copyright
NASA Terms:	ORBITAL RENDEZVOUS; SPACECRAFT DOCKING; ASTEROID MISSIONS; RETROGRADE ORBITS; SYSTEMS ENGINEERING; TRAJECTORIES; NAVIGATION; ROBOTICS; TARGETS; ASTEROIDS

[SFN]

frigate пишет:
Technology Development of Automated Rendezvous and Docking/Capture Sensors and Docking Mechanism for the Asteroid Redirect Crewed Mission

Очень странно. Вроде как НАСА отказалась от магнитиков на плоском кольце, ан нет, выходят статьи, где рассказывается про IDA на технологии iLIDS от которой вроде как уже отказались в пользу SIMAC (на мой очень предвзятый взгляд для того чтобы еще 33 раза повторить сакральные буквы NDS     ) и даже вышло целых два релиза IDSS не совметсимых с iLIDS.

[frigate]

SFN пишет:

frigate пишет:
Technology Development of Automated Rendezvous and Docking/Capture Sensors and Docking Mechanism for the Asteroid Redirect Crewed Mission

Очень странно. Вроде как НАСА отказалась от магнитиков на плоском кольце, ан нет, выходят статьи, где рассказывается про IDA на технологии iLIDS от которой вроде как уже отказались в пользу SIMAC (на мой очень предвзятый взгляд для того чтобы еще 33 раза повторить сакральные буквы NDS      ) и даже вышло целых два релиза IDSS не совметсимых с iLIDS.

Статья новая (март 2016), но видимо идеи СТАРЫЕ    
Если серьезно - насколько я понял, в статье был приведен исторический обзор разных вариантов конструкций СА.   :idea:   
Какой именно выберут для этой миссии пока неизвестно. 

[Salo]

http://spaceflightnow.com/2016/05/01/boeing-borrows-from-inventory-to-speed-docking-adapter-delivery/

Boeing borrows from inventory to speed docking adapter delivery             
 May 1, 2016 Stephen Clark           
Photo of the second International Docking Adapter awaiting launch at the Kennedy Space Center's Space Station Processing Facility. Credit: NASA/Charles Babir

Spare parts warehoused in the the United States and Russia will help Boeing finish assembly of a third space station docking port to receive arriving astronauts aboard Boeing's CST-100 Starliner and SpaceX's Crew Dragon capsules, replacing a unit lost in a Falcon 9 launch failure last year.
Components left over from construction of the first two docking adapters will reduce the cost of fabricating an identical third unit, officials said.
NASA awarded Boeing a $9 million contract in March to assemble the third International Docking Adapter, or IDA 3, and deliver it to the space agency by March 2017.
IDA 3 replaces the first docking adapter lost in June 2015 aboard a SpaceX Falcon 9 rocket that broke apart about two minutes after liftoff from the Cape Canaveral, destroying a Dragon space station supply ship carrying the docking system in its unpressurized trunk.
Each docking adapter measures about 42 inches (1.1 meters) tall and 63 inches (1.6 meters) wide, and weighs approximately 1,159 pounds (526 kilograms).
Boeing and had about 70 percent of the components — totaling 300 parts — for the replacement docking port in inventory, according to Kelly Kaplan, a Boeing spokesperson.
 
Artist's concept showing the locations planned for the first two International Docking Adapters. IDA 2, set for launch this summer, will take the place intended to be occupied by IDA 1 on the forward part of the Harmony module. IDA 3 will take the zenith port on Harmony. Credit: NASA

The docking adapter's primary structure is made by RSC Energia in Russia, and it arrived at Kennedy Space Center's Space Station Processing Facility in early April, Kaplan said.
Boeing is consolidating production of space station components like the IDAs at Kennedy Space Center. The first two docking adapters were manufactured at a Boeing facility in Houston that the company plans to shut down, according to Mark Mulqueen, Boeing's space station program manager.
Boeing is NASA's prime contractor for the space station.
The Boeing-built docking systems attach to pressurized mating adapters on the space station used to receive visiting space shuttles during the outpost's assembly. The shuttle's docking system and the station's pressurized mating adapters were based on the Androgynous Peripheral Attach System, or APAS, designed to accommodate U.S. spacecraft connecting in orbit with Russian vehicles.
"The APAS was the Russian system that the U.S. and Russia built a derivative for Apollo-Soyuz, and also used for Shuttle-Mir and the International Space Station," Mulqueen said. "We had to interface with that, so they had a lot of parts that we utilized."
 Spaceflight Now members can read a transcript of our full interview with Mark Mulqueen. Become a member today and support our coverage.
The Boeing-built International Docking Adapters are designed to receive any spacecraft, including the commercial SpaceX Crew Dragon and Boeing CST-100 Starliner spacecraft, future cargo freighters, and other craft yet to be designed.
They are built to a public standard capable of connecting with docking interfaces Boeing is building to fly on Sierra Nevada's Dream Chaser cargo ship and the company's own CST-100 Starliner crew capsule.
"It's free for anyone to use," Mulqueen said. "Sierra Nevada is using it, and SpaceX is designing their own similar system. They took our requirements and were able to make their own system. We'll be using it for CST-100."
Mulqueen said the second International Docking Adapter, or IDA 2, is complete and ready for launch this summer on SpaceX's ninth operational Dragon supply mission to the space station.
NASA has tentatively planned to launch the third IDA on the SpaceX CRS 14 cargo mission in early 2018.
Two International Docking Adapters at the space station will allow Boeing and SpaceX commercial crew capsules to be attached to the complex at the same time.

[SFN]

Долго читал но так и не понял, IDA-3 на замену убиенной Маском IDA-1, так и будет называться IDA-3? тогда почему на картинке IDA-1?

[Paleopulo]

SFN пишет:
Долго читал но так и не понял, IDA-3 на замену убиенной Маском IDA-1, так и будет называться IDA-3? тогда почему на картинке IDA-1?

Там написано, что планировавшееся ранее расположение. До потери IDA-1.
Сейчас IDA-2 будет на переднем порту (а не как на картинке), а IDE-3 как раз на зенитном.

[SFN]

Paleopulo пишет:
Там написано, что планировавшееся ранее расположение. До потери IDA-1.
Сейчас IDA-2 будет на переднем порту (а не как на картинке), а IDE-3 как раз на зенитном.

Тогда спасибо Saló за пространную статью про это на иноземном языке  

[SFN]

Кстати про способы стыковки. Кто нибудь прикидывал границы роста существующего центрального узла? У меня есть ощущение, что с нынешними конусом и штангой больше 20 замков сделать не получится.

[m-s Gelezniak]

SFN пишет:
Кстати про способы стыковки. Кто нибудь прикидывал границы роста существующего центрального узла? У меня есть ощущение, что с нынешними конусом и штангой больше 20 замков сделать не получится.

А в чем проблема. Шпангоут это шпангоут. а зона работы штанги это зона работы штанги или вы о максимальных осевых углах?

[SFN]

Нужно будет удлинять ход штока для безударного выравнивания.

[m-s Gelezniak]

SFN пишет:
Нужно будет удлинять ход штока для безударного выравнивания.

Телескоп. И

[m-s Gelezniak]

Кстати при ещё большем диаметре шпангоута возможен вариант нескольких штанг с конусами. При этом лапы выравнивания можно убрать из конструкции вообще. Функцию выравнаваная возьмут не себя штанги.

[SFN]

m-s Gelezniak пишет:
Функцию выравниваная возьмут на себя штанги.
               
                  

тогда еще понадобится узел, управляющий движением всех штанг как единого агрегата.

[SFN]

m-s Gelezniak пишет:
Телескоп. И

Были и телескопы
 

[SFN]

m-s Gelezniak пишет:
Кстати при ещё большем диаметре шпангоута возможен вариант нескольких штанг с конусами.

Было такое предложение у ЕКА несколько лет назад. Это вообще может оказаться самым лучшим решением.

[SFN]

m-s Gelezniak пишет:
Кстати при ещё большем диаметре шпангоута возможен вариант нескольких штанг с конусами.

Это было предложено для составного европейского буксира 
 

[m-s Gelezniak]

SFN пишет:

m-s Gelezniak

пишет:
Функцию выравниваная возьмут на себя штанги.

тогда еще понадобится узел, управляющий движением всех штанг как единого агрегата.

Необязательно.

[Leonar]

SFN пишет:
что с нынешними конусом и штангой больше 20 замков сделать не получится.

А зачем больше замков?
Чтоб состыкованные массы были больше или их совместное ускорение от двигателя было возможно большим?

[SFN]

362ГК пишет:

SFN пишет:
А свободный конец МЛМ после отстыковки от МКС останется с активным агрегатом, вот то засада (((

Перед расстыковкой РОС от СМ на крышке активного агрегата стыковки МЛМ вместо механизма стыковки будет установлен конус. Таким образом для утилизации МЛМ к нему можно будет пристыковать грузовой корабль. Тоже самое будет сделано на активном агрегате УМ.

Вспомнился рисунок из книги Сыромятникова.    Но на гибриде должно быть еще проще, крышка люка универсальная. меняются штанги и конуса, которые можно пронести через люк из модуля в модуль.