Изгиб

Изгиб

Шифр эксперимента: Изгиб
Направление НПИ: 5. Технологии освоения космического пространства
Секция КНТС: Технические исследования и эксперименты
Наименование эксперимента: Исследование влияния режимов функционирования бортовых систем на условия полета МКС. Исследование конвективных и изотермических течений, вызванных малыми инерционными силами на РС МКС
Цель эксперимента:

- определение уровня микроускорений на МКС и разработка математических моделей гравитационной обстановки на МКС,

- исследование конвективных и изотермических течений, вызванных малыми инерционными силами на PC МКС.

Описание эксперимента:

В процессе полёта на МКС возникают микроускорения, уровень которых может превышать допустимые значения для многих экспериментов с гравитационно-чувствительными средами. Поэтому является необходимым осуществление контроля над уровнями микроускорений, а также разработка математических расчетных моделей МКС, которые позволяют определить текущие значения микроускорений и предсказать на заданный период времени уровни микрогравитации на борту станции.

В рамках КЭ «Изгиб» по результатам анализа телеметрической информации об ориентации МКС, дополненной данными измерений с бортовой датчиковой аппаратуры, определяются основные характеристики микроускорений в любом сегменте МКС при различных режимах полёта. Особое внимание уделяется квазистатическим микроускорениям с частотой менее 0,01 Гц, как наиболее влиятельным при проведении экспериментов с гравитационно-чувствительными средами.

Новизна эксперимента:

Новизна КЭ «Изгиб» заключается в его направленности на отработку расчетных методик определения микроускорений и поиск благоприятных условий для проведения микрогравитационных экспериментов при различных конфигурациях МКС в период её строительства, а также применение полученных расчетных методик для обеспечения актуальных гравитационно-чувствительных экспериментов.

Научная аппаратура:

В эксперименте используется штатная аппаратура: ГИВУС системы СУДН, акселерометров АЛО-034, измерителей микроускорений ИМУ-128 системы СБИ СМ.

Для исследований конвективных течений, вызванных малыми инерционными силами на PC МКС, используется НА «Дакон-М», разработанной Пермским государственным национальным исследовательским университетом.

Ожидаемые результаты:

Создание математической модели микрогравитационной обстановки на борту МКС при различных конфигурациях станции и различных режимах полёта с целью анализа возможности проведения экспериментов в области микрогравитации и выработки методов по снижению воздействий от работающей аппаратуры МКС на результаты таких экспериментов.

Полученные результаты:

По данным эксперимента, полученным в период экспедиций МКС-1 - МКС-5, разработаны методики обработки данных измерений американских акселерометров MAMS , что позволило выполнить оценку влияния двигателей коррекции орбиты на бортовые микроускорения.

Разработано программно-математическое обеспечение, позволяющее обрабатывать и фильтровать данные от российских датчиков. На основании этих данных разработана математическая модель определения микроускорений для низкочастотных колебаний.

Начиная с МКС-17, в эксперименте используется научная аппаратура "Дакон-М" для исследования термогравитациноой конвекции, вызванной слабыми остаточными микроускорениями на МКС. Результаты, полученные в ходе сеансов с использованием этой аппаратуры, подтвердили, что микроускорения, вызванные динамическими операциями со станцией, способны возбуждать в неоднородно нагретой газовой среде конвективные течения. Путем сопоставления результатов НА "Дакон-М" и датчиков угловых скоростей подтверждены непосредственные причины, возбуждающие конвективные течения. В частности экспериментально подтверждено возникновение конвекции за счет постоянных микроускорений действующих на МКС, а также ускорений, связанных с подъемом орбиты станции, стыковок и расстыковок её с МТКК «Шаттл», кораблями «Прогресс-М» и «Союз».

Разработана методика расшифровки отклика НА "Дакон-М"на сигналы, связанные с изменением динамических режимов МКС, на основе тестовых воздействий.

Сроки проведения: 2001-2022 гг.
Состояние эксперимента: Реализуется
Организация постановщик: РКК "Энергия" им. С.П. Королева
Организации участники: Пермский государственный национальный исследовательский университет, ИПМ им. М.В. Келдыша РАН НПП "Прогресс"
Научный руководитель: Беляев М.Ю., ПАО РКК "Энергия", д.т.н., проф.
Публикации по эксперименту:

1. Бабкин Е.В., Беляев М.Ю., Ефимов Н.И. и др. Определение квазистатической компоненты микроускорения, возникающего на борту Международной Космической Станции, Космические Исследования, Т.42, №2. 2004, 162 – 171

2. В.И. Полежаев, В.В. Сазонов Механика невесомости и гравитационно-чувствительные системы, Аннотации докладов научно-исследовательского семинара // Препринты ИПМех. 2009г. № 898

Последнее обновление: 03.06.2019
Задачи эксперимента:

• Задачи КЭ-измерение микроускорений в местах установки НА:

— при работе бортового оборудования, имеющего вращающиеся части (гиродины, вентиляторы);

— во время построения и поддержания различных режимов ориентации МКС (ИСК, ОСК);

— при выполнении экипажем выходов в открытый космос и физических упражнений.

• Исследование влияния бортовых систем грузового корабля на микрогравитационную обстановку на его борту ("Изгиб-П").

• Начиная с 14-й экспедиции отработка методики проведения экспериментов на кораблях "Прогресс" в режимах пассивных ориентаций с временно отключенной системой СОТР с целью уменьшения влияния работы аппаратуры СОТР на чистоту проведения экспериментов с гравитационно-чувствительными системами.

• Начиная с 17-й экспедиции (после ввода в состав оборудования аппаратуры "Дакон-М") проведение измерений при изменении динамических режимов станции:

— при коррекции орбиты;

— при выполнении экипажем физических упражнений;

— стыковке с МИМ1, ТГК "Прогресс", ТПК "Союз", ОК "Шаттл" (длительность измерений в каждом сеансе не менее 4 часов).
Страна: Россия