Перейти к содержанию

Софора (ферма)

Эта статья написана в рамках энциклопедии Руниверсалис и находится в стадии проработки и развития
Материал из энциклопедии Руниверсалис
Ферма «Софора» с флагом СССР на станции «Мир». 1991 год.

Ферма «Софора» (Ферма № 1) — стержневая металлическая 20-секционная ферма длиной 14,5 метров с выносной двигательной установкой для управления орбитальной станцией «Мир» по крену.

Ферма была смонтирована в июле 1991 года космонавтами Анатолием Арцебарским и Сергеем Крикалёвым на модуле «Квант» орбитальной станции «Мир», выносная двигательная установка установлена на ферму в 1992 году космонавтами Анатолием Соловьёвым и Сергеем Авдеевым. Эксперимент по созданию фермы в космосе занесён в книгу рекордов Гиннесса.

История

В конце 1980-х годов в конструкторском бюро НПО «Энергия» возникла идея создания сборных платформ в открытом космическом пространстве. Платформа должна была собираться без сварки, болтов и гаек. Одной из кафедр Ленинградского государственного университета было предложено провести исследования возможностей использования материалов с эффектом памяти формы для сборки крупногабаритной металлической конструкции в условиях орбитального полёта. Сотрудники кафедры разработали технологию сборки фермы и приспособление (стапель) для её сборки в космосе. Стапель был изготовлен на учебно-опытном заводе Военно-космической академии им. А. Ф. Можайского[1].

Доставка «Софоры» на комплекс «Мир»

30 мая 1991 года на орбитальную станцию «Мир» на грузовом корабле «Прогресс М-8» в разобранном виде была доставлена ферменная конструкция «Софора» (Ферма № 1), а также вспомогательные элементы для её установки: монтажная платформа, рабочая площадка с якорями для фиксации космонавтов, стапельное устройство, контейнеры с продольными и диагональными V-образными элементами и поперечными диафрагмами, с кабелями и пультом управления, шарнирными и стыковочными узлами, а также четырьмя монтажно-нагревательными устройствами (МНУ)[2][3][4].

«Софора» представляла собой стержневую ферму длиной 14.5 м и поперечным сечением 0,5×0.5 м. Она состояла из 20 секций. Восьмое снизу звено было шарнирное, обеспечивающее складывание фермы для установки на ней выносной двигательной установки (ВДУ). Сборка фермы должна была осуществляться при помощи муфт из титаново-никелевого сплава с памятью формы. Подогрев муфт в МНУ до +120°С обеспечивал жесткое соединение звеньев «Софоры»[2].

Установка «Софоры»

Внешние видеофайлы
Логотип Rutube «Софора» — память металла (Сюжет телестудии Роскосмоса).

15 июля 1991 года во время выхода в открытый космос, длившегося 5 часов 56 минут, космонавты 9-ой основной экспедиции на ОС «Мир» Анатолий Арцебарский и Сергей Крикалёв с помощью грузовой стрелы перенесли на модуль «Квант» необходимое оборудование, установили на модуле монтажную платформу, на ней собрали рабочую площадку и подключили к электроразъемам пульт управления с четырьмя нагревателями МНУ)[2][5][4][6].

Секции фермы «Софора».

19 июля, во время выхода космонавтов в открытый космос продолжительностью 5 часов 28 минут, началась сборка «Софоры». На монтажную платформу космонавты установили стапельное устройство, в котором зафиксировали две диафрагмы и четыре V-образных элемента. Затем муфты с памятью были нагреты МНУ до требуемой температуры, после чего МНУ автоматически отключились. Космонавты с помощью контрольных приборов проверили качество сборки и сдвинули готовую ячейку в стапеле вперед на один шаг, освободив место для следующей такой же операции. Так постепенно росла конструкция фермы параллельно поверхности станции. В ходе этого выхода было установлено три секции фермы[2][4][6].

23 июля во время очередного выхода в открытый космос, длительностью 5 часов 42 минуты космонавты установили 11 следующих секций и шарнирное звено «Софоры», благодаря которому верхнюю половины фермы можно было наклонять, в том числе под прямым углом. В ходе следующего выхода 27 июля, протяжённостью 6 часов 49 минут, собрали последние шесть секций «Софоры». Затем космонавты повернули ферму под углом в 11° к оси станции и зафиксировали её. Когда установка «Софоры» полностью закончилась, Анатолий Арцебарский поднялся на самый верх фермы, а Крикалёв провёл видеосъемку колебаний, которая подтвердила правильность расчётов динамических характеристик. Анатолий Арцебарский установил на верхнем переходнике «Софоры» флаг СССР, который по личной просьбе космонавтов был ранее доставлен на грузовом корабле «Прогресс М-8», и сказал в эфир: «Сейчас советской космонавтике трудно. Но трудности пройдут, а работа, каждый практический шаг, останется навсегда». После «восхождения» из-за отказа системы охлаждения у Арцебарского запотел шлем, и Крикалёв помог командиру вернуться на станцию[2][4][6][7]

Установка ВДУ на «Софору»

18 августа 1992 года на корабле «Прогресс М-14» была доставлена на станцию «Мир» выносная двигательная установка (ВДУ-1), которая должна быть установлена на верху фермы и управлять станцией по крену.

Выносная двигательная установка на ферме «Софора».

3 сентября 1992 года космонавты 12-й основной экспедиции Анатолий Соловьёв и Сергей Авдеев во время выхода в открытый космос выдвинули ВДУ из «Прогресса» и затем развернули специальное устройство, предназначенное для фиксации «Софоры». 7 сентября космонавты проложили вдоль всей «Софоры» электрокабель для управления ВДУ и состыковали его с разъёмом на «Кванте», поставили шесть металлических подкосов для усиления жесткости фермы.

Ферма «Софора» с ВДУ-1 на станции «Мир».

В конце выхода Соловьев и Авдеев сняли с «Софоры» установленный Арцебарским советский флаг (вернее его остатки — материя в открытом космосе долго не сохраняется). 11 сентября космонавты сложили «Софору», установили на неё ВДУ и затем вновь подняли ферму в исходное положение. После чего ЦУП провёл контрольное испытание ВДУ и подтвердил её работоспособность. Выносная двигательная установка использовалась для улучшения управляемости ориентацией станции и экономии топлива, расходуемого для этого[8][9].

В апреле 1998 года, в ходе пяти выходов в открытый космос космонавтов 25-й основной экспедиции Талгата Мусабаева и Николая Бударина, выносная двигательная установка ВДУ-1 после исчерпания ресурса, была заменена на ВДУ-2, доставленную на станцию «Мир» транспортным грузовым кораблём «Прогресс М-38» в марте 1998 года[10]. Использование первой и второй ВДУ значительно повысило моторесурс станции[6].

Впоследствии ферму, кроме её основной задачи — управляемости ориентацией станции, использовали и для решения прикладных задач. С помощью фермы космонавты могли более оперативно перемещаться к разным модулям МКС. Также на ферме размещали аппаратуру для различных исследований[6].

Эксперимент по созданию и установке фермы «Софора» в условиях орбитального полёта продемонстрировал возможности применения уникального конструкционного материала, обладающего свойством эффекта памяти формы для сборки металлической конструкции в космосе. Позже на станции «Мир» были установления ещё две малые фермы для различных целей: пятиметровая «Рапана» (1993 год) и «Стромбус» (1996 год). Опыт сборки и установки ферм использовался для создания подобных конструкций для Международной космической станции[11][6].

В феврале 1998 года изобретение «Ферменная приводная конструкция» была запатентована[12].

Эксперимент по созданию фермы в космосе занесён в книгу рекордов Гиннесса.

Примечания

  1. ↑ Эффект памяти формы и космический эксперимент «Софора». Журнал МО РФ «Армейский сборник», № 2 (2023). Дата обращения: 15 марта 2025.
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Мировая пилотируемая космонавтика, 2005, с. 476.
  3. ↑ Карфидов, 2021, с. 288, 302.
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 Cеменов Ю., Горшков Л., Чернявский A. Монтажники-высотники ставят эксперимент // Наука и жизнь. — 1991. — Ноябрь (№ 11). — С. 12—13.
  5. ↑ Карфидов, 2021, с. 288.
  6. ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 6,5 Евгения Орлова. Без единого шурупа. Дата обращения: 15 марта 2025.
  7. ↑ Последнее знамя Советского государства. Как на станции МИР водрузили флаг. rossaprimavera.ru (2 февраля 2019). Дата обращения: 15 марта 2025.
  8. ↑ Мировая пилотируемая космонавтика, 2005, с. 482.
  9. ↑ Карфидов, 2021, с. 288, 304.
  10. ↑ Карфидов, 2021, с. 288, 315.
  11. ↑ Карфидов, 2021, с. 289, 503.
  12. ↑ Кравченко Ю. Д., Корнеев В. Ю., Капустин В. Л., Хабарова Т. Д. Патент на изобретение «Ферменная приводная конструкция». Ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. С. П. Королева (27 февраля 1998). Дата обращения: 15 марта 2025.

Ссылки

  • И. Б. Афанасьев, Ю. М. Батурин, А. Г. Белозёрский и др. Мировая пилотируемая космонавтика. История. Техника. Люди. — Москва: «РТСофт», 2005. — 752 с. — ISBN 5-9900271-2-5.
  • Карфидов В. Ю. Отряды космонавтов // Космонавтика. Краткий справочник в 6-ти томах. — Люберцы, 2021. — Т. 1. Космонавтика СССР / России. — 768 с.
Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=Софора_(ферма)&oldid=27504888