ИМПАКТ

ИМПАКТ

Шифр эксперимента: ИМПАКТ
Направление НПИ: 5. Технологии освоения космического пространства
Секция КНТС: Технические исследования и эксперименты
Наименование эксперимента: Исследование параметров выбросов загрязняющих фракций из двигателей ориентации РС МКС при реализации новых циклограмм работы ДО
Цель эксперимента:

– исследование на борту МКС количественных параметров и функции пространственного распределения выбросов из сопел двигателей ориентации СМ (ЖРДМТ 11Д428А-16) загрязняющих фракций (контаминантов), образующихся при неполном сгорании компонентов топлива при реализации алгоритма работы ДО в режиме “Pulse Train" (версии бортового ПО типа 8.07, 8.08);

- исследование эволюции осадков контаминантов в условиях полета в невесомости и длительного воздействия факторов окружающего космического пространства;

- исследование химического состава загрязняющих веществ и их осадка на термооптические характеристики материалов и внешних покрытий элементов МКС.

 

Описание эксперимента:

КЭ "ИМПАКТ" посвящен исследованию параметров выбросов из сопел двигателей ориентации СМ МКС загрязняющих фракций, образующихся при неполном сгорании компонентов топлива при реализации циклограммы алгоритма работы ДО в режиме “Pulse Train" (версии бортового ПО типа 8.07, 8.08) . Этот режим работы ДО был разработан в НАСА для минимизации нагрузок на элементы панелей СБ АС и внедрен в СУДН (версия 8.07) в декабре 2013 г.

 

Новизна эксперимента:

Аналоги для КЭ «ИМПАКТ» за рубежом не известны. Новизна КЭ заключается в использовании отработанных методов исследования для решения новой поставленной задачи.

 

Научная аппаратура:

Оборудование, необходимое для реализации КЭ «ИМПАКТ», включает в себя следующие элементы (по аналогии с комплектом НА КЭ «Кромка 1»):

-планшет 17КС.320Ю1100А-900,

-страховочный фал,

-специальный ключ-переходник,

-защитный чехол,

-комплект упаковки для хранения экспонированного планшета на борту МКС и возвращении его на Землю (новая разработка с выполнением требований о трех уровнях защиты от токсичных веществ).

Модернизация планшета заключается в изменениях конструкции с целью уменьшения габаритов возвращаемой укладки. Эта же причина лежит в основе новой разработки комплекта упаковки для возвращения планшета на Землю.

-два прибора ТВИП;

-установочную плату с адаптером крепления (предпочтителен вариант крепления к УРМ-Д служебного модуля РС МКС);

-соединительные кабели.

Общие габариты планшета 17КС.320Ю1100А-900 с поручнем и замком (без модернизации) 290х140х100 мм.

Вес доставляемого планшета составляет 0,9 кг; фала с карабинами - 1,05 кг; ключа -0,15 кг.

Общий вес доставляемой укладки с планшетом не превысит 2,5 кг.

Вес доставляемого на МКС комплекта упаковки составляет не более 1,0 кг. Габаритные размеры нового комплекта упаковки равны 300х250х50 мм (мягкая форма).

Вес возвращаемой на ТК «Союз МС» укладки равен 2,0 кг., габаритные размеры укладки не должны превышать 300х150х110 мм (по каждому измерению).

Комплект упаковки доставляется на борт станции к моменту завершения срока экспонирования очередного планшета на МКС.

Штатная аппаратура МКС при проведении КЭ не используется, специальные включения ДО СМ не предусмотрены.

При проведении КЭ на РС МКС электропитание для НА не требуется.

 

Ожидаемые результаты:

В ходе проведения КЭ "ИМПАКТ" планируется определить химический состав и функцию пространственного распределения выбросов продуктов неполного сгорания топлива из сопел ДО СМ МКС для нового алгоритма работы двигателей (алгоритм “Pulse Train");

Для разработки расчетной модели функции пространственного распределения в поле струи (в диапазоне углов установки кассет) кластерной фракции выбросов продуктов неполного сгорания топлива должны быть привлечены результаты модельных наземных исследований в вакуумном стенде.

Результаты КЭ «ИМПАКТ» будут использованы впоследствии для определения уровней загрязнения внешних элементов служебной и научной аппаратуры:

-на МКС с выдачей рекомендаций по их минимизации для КЭ, проводимых на внешней поверхности модулей РС;

-при выпуске проектной и рабочей документации новых КА, кораблей и модулей МКС.

 

Сроки проведения: 2017-2020 гг.
Состояние эксперимента: Реализуется
Организация постановщик: РКК «Энергия» имени С.П. Королева
Организации участники: Новосибирский государственный университет; Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ РАН); ЦПК имени Ю.А. Гагарина
Научный руководитель: Герасимов Ю.И., ПАО РКК "Энергия", главный научный сотрудник, д.т.н.
Публикации по эксперименту:

1.Герасимов Ю.И., Мишина Л.В., Приходько В.Г., Ярыгин В.Н. Способ защиты поверхности космического аппарата от загрязнений, образующихся при дренаже гидравлических магистралей и работе реактивных двигателей, и устройство для его осуществления. // Патент на изобретение РФ №21419807 от 27.05.2000

2.Ярыгин В.Н., Герасимов Ю.И., Крылов А.Н. и др. Газодинамические аспекты проблемы загрязнения Международной космической станции. 1. Модельные эксперименты. ТиА, том 10, №2, Новосибирск, 2003, С. 279-296.

3.Герасимов Ю.И., Крылов А.Н., Ярыгин В.Н. и др. Газодинамические аспекты проблемы загрязнения Международной космической станции. 2. Натурные эксперименты. ТиА, том 10, №4, Новосибирск, 2003, С. 555-565

4.Герасимов Ю.И. Динамика испарения осадков продуктов неполного сгорания топлива жидкостных ракетных двигателей при эксплуатации орбитальных станций. "Космонавтика и ракетостроение" №4 (33), ЦНИИмаш, 2003, С. 151-158

5.Герасимов Ю.И. Параметры капель продуктов неполного сгорания в соплах жидкостных ракетных двигателей малой тяги. Хим. физика. 2006. Т. 25. № 11. С.25-34

6.Герасимов Ю.И., Крылов А.Н., Ярыгин В.Н. и др. Моделирование в вакуумных камерах процессов внешнего загрязнения Международной космической станции струями двигателей ориентации. Хим. физика. 2006. Т. 25. № 11. C. 35-47

7. Герасимов Ю.И., Буряк А.К. Условия образования устойчивых осадков продуктов неполного сгорания топлива жидкостных ракетных двигателей на внешних элементах орбитальных станций. Хим. физика. 2008. Т. 27. № 10, C. 26-34

8. Герасимов Ю.И., Ярыгин И.В. методология исследований в космосе параметров выбросов загрязняющих фракций из двигателей ориентации орбитальных станций, оперативного и послеполетного анализа их результатов. Хим. физика. 2008. Т. 27. № 10, С. 35-43.

 

Последнее обновление: 03.06.2019
Задачи эксперимента:

-установка доставленных на борт МКС планшетов №1 и №2 с образцами, установленных в кассетах, на поручнях газодинамических защитных устройств блоков ДО?Т (по I и III пл. СМ);

-проведение экипажем периодических сеансов (1-2 раза в месяц) фотографирования кассет через иллюминаторы МКС, а также при возможности при ВКД, с последующей передачей изображений на Землю;

-демонтаж экспонированных кассет;

-возврат кассет на Землю и проведение цикла исследований по определению поверхностной концентрации загрязняющего осадка на образцах, контрольной пластине и в «аккумуляторах» свежих контаминантов (АСК), его химического состава и изменение значений термооптических коэффициентов AS и ?n на поверхности образцов;

-разработка расчетной модели функции пространственного распределения в поле струи (в диапазоне углов установки кассет) кластерной фракции выбросов продуктов неполного сгорания топлива с привлечением результатов модельных наземных исследований в вакуумном стенде.

Постановщики эксперимента: Скороваров А.Ю., РКК "Энергия", Инженер 1-ой категории
Страна: Россия