Northrop Grumman творит историю — MEV для обслуживания геостационарных спутников. NSF.

Крис Гебхардт, 26 февраля 2020 г.

Через четыре с половиной месяца после запуска ракеты-носителя «Протон-М» с космодрома Байконур в Казахстане со специальным спутником Mission Extension Vehicle («Миссия продления работы»), как Northrop Grumman вошел в историю после успешной состыковки с первым целевым спутником над геостационарной орбитой для продления срока работы этого спутника намного дальше первоначального.

Успешный маневр открыл принципиально новое измерение в способности спутников работать на орбите, так как «Миссия продления работы» способна не только увеличить срок службы спутников, но и перевести неработающие спутники на более безопасные орбиты. 

Говоря об этом событии, Том Уилсон, президент компании SpaceLogistics LLC, сказал: «Наш аппарат для продления миссий (MEV-1) предоставляет инновационную спутниковую услугу продления времени активной работы спутников. Вместе с Northrop Grumman, SpaceLogistics LLC и Intelsat сделали первый шаг к созданию космических логистических услуг для коммерческих и государственных заказчиков».
Г-н Уилсон поблагодарил Intelsat за доверие к системе MEV, добавив: «В течение многих лет мы слышали, как клиенты говорили: « Если бы Вы были на орбите, мы бы использовали Вас. Теперь мы на орбите».

Сложная серия маневров для сближения двух спутников началась с запуска MEV-1 9 октября 2019 года во время совместного старта из Казахстана. 

После выведения операторы Northrop Grumman начали серию орбитальных коррекций, чтобы поднять орбиту MEV-1 со своей высокоэллиптической геопереходной орбиты до круговой орбиты выше геосинхронного пояса на 300 км.
Геосинхронная орбита (GEO) находится на высоте 35 786 км над уровнем моря. «Умирающие» на GEO спутники обычно выводятся из эксплуатации и переводятся с GEO в так называемое «кладбище GEO» (орбиту захоронения), расположенное выше на 300 км основного пояса GEO. 

Исходное местоположение GEO Intelsat 901. (Фото: Intelsat)

Это «кладбище» является стабильной орбитой, на которой не заметного влияния атмосферного сопротивления Земли, и именно сюда MEV-1 успешно прибыл 1 февраля 2020 года.

Через два месяца после запуска MEV Intelsat начал процесс вывода из эксплуатации спутника Intelsat 901, формально сняв его с эксплуатации в декабре 2019 года и переведя клиентов на другие спутники своей группировки. 

Intelsat 901 находился в 330,5° восточной долготы на GEO, с наклоном в 1,5° относительно экватора.

После вывода из эксплуатации Intelsat 901 была подана команда на запуск двигателей для перехода на орбиту захоронения. По данным Intelsat, этот спутник был выбран для первой миссии MEV, потому, что у него топлива осталось всего для несколько месяцев жизни.

Intelsat 901 достиг MEV-1 5 февраля 2020 года.

В течение следующих 19 дней MEV-1 выполнил серию «предварительных» подходов к Intelsat 901, проверив способность автономно приближаться и маневрировать около цели, а также откалибровал и настроил свои датчики.

После проверки всех этих возможностей MEV-1 выполнил «маневр встречи» с Intelsat 901.

Во время захода на контакт MEV-1 использовал устройства визуального контроля — инфракрасные камеры и аппарат бокового сканирования LIDAR для обеспечения полной осведомленности о своей ориентации и положения относительно Intelsat 901.

После первоначального сближения с 901-м MEV-1 перешел в режим автономного удержания положения, в то время как наземные операторы проверяли готовность к следующему этапу перехода в «зону удержания» на 20-ти метрах от цели.

Получив команду с Земли на продолжение, MEV-1 автономно переместился в точку ожидания в 20-ти метрах и перешел в режим ожидания команд от наземных операторов. Окончательный этап предусматривал переход в «зону стыковки» на расстоянии одного метра от цели.

Когда MEV-1 приблизился на расстояние в 1 м от Intelsat 901, он начал операции по обслуживанию спутника, сохраняя при этом управляемость.

Когда Northrop Grummanи и Intelsat подтвердили, что все готово, Intelsat дал окончательное разрешение на операцию стыковки.

Получив это подтверждение, Northrop Grumman отправил MEV-1 команду на стыковку.

MEV-1 автономно выдвинул стыковочный зонд, который вошел в сопло апогейного жидкостного двигателя Intelsat 901.

Стыковочный зонд был продвинут к форсунке двигателя через «горло» - самую узкую часть камеры сгорания двигателя.

Как только конец зонда оказался за «горлом», он развернул несколько «пальцев» для расширения своего размера - как настенный анкер вставленный в стену.

Это позволило стыковочному зонду «схватить» Intelsat 901 и притянуть его к трем стойкам, которые обеспечили жесткий контакт между двумя спутниками, превращая их в единый космический корабль. 

MEV-1 завершил эту историческую стыковку с Intelsat 901 25 февраля 2020 года в 02:15 EST (07:15 UTC).

Объединенный блок космических спутников теперь пройдет проверки на орбите, прежде чем MEV-1 начнет перемещать объединенный аппарат на GEO для ввода в эксплуатацию Intelsat 901 в конце марта/начале апреля.

MEV-1 доставит Intelsat 901 к точке GEO 332,5° восточной долготы над центральной Атлантикой и изменит наклон орбиты спутника с 1,5° до 0°. 

          

Новое место, где Intelsat 901 заменит Intelsat 907. (Фото: Intelsat)

Местонахождение 332,5° восточной долготы в настоящее время занято Intelsat 907. Обновленный Intelsat 901 теперь будет работать в позиции 907 для бесперебойного предоставления услуг связи в C-band диапазоне в Северной и Южной Америке, Европе и Африке.

Стыковка MEV-1 с Intelsat 901 ознаменовала собой первый случай, когда два объекта состыковались вместе, когда один из них никогда не предназначался для стыковки. 

Также это первый раз, когда два коммерческих спутника состыковались на орбите, и впервые услуги по расширению миссии оказаны спутнику на геосинхронной орбите.

В своем заявлении Майк ДеМарко, исполнительный вице-президент и главный специалист по обслуживанию Intelsat, сказал: «Мы гордимся тем, что вместе с SpaceLogistics LLC и Northrop Grumman вошли в историю с этим революционным событием. В течение десятилетий Intelsat был в авангарде инноваций и новых космических технологий, которые меняли правила игры. Расширение границ возможного заложено в нашей ДНК - вот почему мы не побоялись зарегистрироваться первым клиентом MEV-1». 

В соответствии с условиями контракта с Intelsat, MEV-1 будет предоставлять услуги по продлению жизни спутнику Intelsat 901 в течении пяти лет, прежде чем вернуть космический аппарат на орбиту захоронения на кладбище GEO.

Планируется, что MEV-1 затем перейдет для предоставлению услуги по продлению миссии к новому клиентскому космическому аппарату. 

Новый спутник был спроектирован и изготовлен на заводе Northrop Grumman в Даллесе, штат Вирджиния, и использует механическую стыковочную систему с низким уровнем риска, которая использует существующее оборудование на клиентском спутнике. 

После стыковки MEV берет на себя обслуживание и управление орбитой объединенного блока, чтобы удовлетворить требования клиента по стабилизации и ориентации клиентского спутника. 

Добавьте описание

MEV предназначены для нескольких стыковок и расстыковок и могут предоставлять услуги по продлению жизни другим спутникам более 15 лет. 

Второй MEV (MEV-2) находится в окончательной сборке и проверке в преддверии запланированного запуска в конце этого года.

Поскольку стыковка MEV-1 прошла хорошо, MEV-2 будет стыковаться со своим целевым спутником непосредственно на орбите GEO без прерывания обслуживания спутником своих клиентов.

Более того, по словам Northrop Grumman, эта услуга продления жизни является первым шагом в обширном плане развития данной технологии. 

Компания готова предложить парк космических аппаратов, обслуживающих спутники, которые не только продлевают срок службы, но и предоставляют другие услуги, такие как изменение наклона орбиты и инспекция космических аппаратов.

Будущие MEV также будут использовать передовые технологии робототехники для выполнения дополнительных функций, таких как ремонт и сборка на орбите. 

Во время телеконференции во второй половине дня Northrop Grumman заявил, что они пока не готовы говорить о технологии робототехники, но дополнительная информация об этом направлении будет опубликована в ближайшие месяцы. 

Более того, Northrop Grumman подтвердил, что этот тип технологии может быть использован на низкой околоземной орбите для очистки от орбитального мусора. Однако г-н Уилсон предупредил, что «на данный момент рынок не ориентирован на LEO. Но наша технология, безусловно, будет применяться там, если рынок будет развиваться».

Оригинал:
https://www.nasaspaceflight.com/2020/02/northrop-grumman-history-mission-extension-vehicle-docks-satellite/

Дополнительно.