Rendezvous Pitch Maneuver

Prom Discovery wykonuje RPM, inaczej zwany backflip

Pierwotnie nazywany R-bar pitch maneuver (RPM), następnie Rendezvous Pitch Maneuver (RPM), także nazywany Rotational Pitch Maneuver (RPM), czyli salto w tył, ang. backflip, które wykonywał prom kosmiczny mocą silników system sterowania reakcyjnego, przed przycumowaniem do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), w celu zaprezentowania osłony termicznej wahadłowca astronautom fotografującym ją z pokładu stacji kosmicznej. Podczas gdy prom kosmiczny był oddalony od stacji o 180 metrów, obracał się w tył, o 360° w płaszczyźnie pionowej, aby umożliwić wykonanie zdjęć cyfrowych osłony termicznej, w celu udokumentowania jej stanu technicznego^{[1] [2]}.

Bazując na informacjach zebranych podczas RPM, zespół kontroli misji mógł podjąć decyzję o gotowości, lub nie, do wejścia w atmosferę. Mogli oni również podjąć decyzję na oczekiwanie w ISS na misję ratowniczą lub próbować EVA do naprawienia osłony termicznej umożliwiającego bezpieczne wejście promu w atmosferę. Te działania stały się standardem dla wszystkich wahadłowców dokujących do ISS po katastrofie promu Columbia, spowodowanej przez uszkodzoną osłonę termiczną. Po raz pierwszy manewr RPM wykonano w misji STS-114. Manewr RPM trwał dziewięć minut, półtora minuty podczas manewru było przeznaczone na fotografowanie osłony termicznej promu. Zdjęcia były wykonywane aparatami cyfrowymi z matrycami o wysokiej rozdzielczości i z długoogniskowymi obiektywami o ogniskowej długości 400 mm, 800 mm, 1000mm^[3]. Manewr (RPM) wymagał od dowódcy statku wysokich kwalifikacji pilotażowych w sterowaniu wahadłowców, ze względu na to, iż manewr był wykonywany w pobliżu stacji kosmicznej, nie zawsze pozostającej w pełnym widoku ^{[4] [5]}.

Galeria Rendezvous Pitch Maneuver

• 
  Astronauci Jeffrey Williams i Nicole Stott, obydwoje z ekspedycji 21, z Modułu Sewisowego Zwiezda, fotografują prom Atlantis podczas RPM
• 
  Tylna część wahadłowca Endeavour sfotografowana przez załogę ekspedycji 22, podczas RPM w STS-130
• 
  Zdjęcie to wykonano podczas STS-130 i Ekspedycji 22 w czasie RPM
• 
  Zdjęcie wykonali członkowie załogi Ekspedycji 27 podczas RPM w STS-134

Dokowanie promu do ISS

Trasa którą pokonywał wahadłowiec do portu dokowania STS, po zakończeniu RPM

Podczas operacji dokowania w misji 127, specjalista pokładowy Christopher Cassidy używając odległościomierza, mierzy odległość z promu kosmicznego do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej

Układ współrzędnych (na rysunku z lewej strony) przedstawia współrzędną R-bar^[6] łączącą środek Ziemi, z ISS (na wykresie oznaczony jako TARGET), plusem skierowaną do środka ziemi. Współrzędna V-bar^[7] jest styczną do orbity ISS, dodatnią w kierunku jej obrotu i prostopadłą do współrzędnej R-bar. Po zakończeniu manewru RPM (punkt 1 na układzie współrzędnych), wahadłowiec wykonywał zmianę kąta pochylenia o 90° podnosząc dziób do góry w tempie 0,1° na sekundę^[5]. Jednocześnie silniki systemu sterowania reakcyjnego ustawiały wahadłowiec tak, aby w momencie kiedy będzie skierowany ogonem w kierunku Ziemi, otwarta skrzynia ładunkowa wskazywała wyznaczony port dokowania stacji ISS (APAS-95 strona bierna) (punkt 2), a prędkość wznoszenia zmniejszyła się do zera. Port dokowania promu APAS-95 (strona aktywna) znajdował się we wnęce ładunkowej promu. Jeżeli założymy, że przód ISS to strona zwrócona w kierunku poruszania się w ruchu orbitalnym, to tak ustawiony prom (punkt 2) znajdował z przodu ISS. W tym miejscu znajdował się początek etapu, w którym wahadłowiec poruszał się według osi V-bar. Na początku trasy promu według osi V-bar prędkość wahadłowca w ruchu orbitalnym początkowo nieznacznie malała (hamowanie silnikami RCS), co rozpoczynało zbliżanie się wahadłowca do portu dokowania ISS. W ostatniej fazie dokowania, prędkość wahadłowca względem ISS stopniowo malała tak, aby w momencie spotkania równała się zeru (była zbliżona do zera)^[8].

Dokowanie było można realizować w trybie manualnym i automatycznym. Okna promu umieszczone na pokładzie tylnym (w dachu kabiny)^[a] ułatwiały sterowanie promem podczas dokowania ręcznego. W misji STS-128, wystrzelonej 28 sierpnia 2009 roku, odbyło się inauguracyjne użycie systemu nawigacyjnego do dokowania nowej generacji o nazwie TriDAR. W urządzeniu tym użyto skanera 3D i kamerę termograficzną. Zasada działania TriDAR-u nie opierała się na zastosowaniu znaczników, czujników i punktów umownych, lecz śledziła ISS na podstawie jej kształtu przestrzennego i termograficznego zapisanego w pamięci programu urządzenia^[9].

Galeria dokowania promu do ISS

• 
  ISS widziana z jednego z dwóch okien tylnego pokładu promu (w dachu kabiny), podczas gdy prom znajdował się na ścieżce dokowania V-bar
• 
  Mała skrzynka nad portem dokowania jest urządzeniem do automatycznego dokowania TriDAR,
• 
  APAS-95 (strona aktywna) – port dokowania promu Atlantis
• 
  APAS-95 (strona pasywna) portu dokowania do ISS na hermetycznym module cumowania PMA-2
• 
  Wahadłowiec Discovery, przycumowany do laboratorium Destiny na ISS
• 
  Wahadłowiec Endeavour przycumowany do ISS podczas STS-134

Zobacz też

• Lądowanie wahadłowca
• Nosiciel wahadłowców
• System manewrowania orbitalnego

Przypisy

1. Anna Heiney: Mission STS-118: Investing in Future Exploration. NASA's John F. Kennedy Space Center, 08.28.07. [dostęp 2012-01-03]. (ang.).
2. Atlantis Backflips En Route to Station. NASA, 02.09.08. [dostęp 2012-01-03]. (ang.).
3. NASA: International Space Station Imagery. NASA, aktualizowane: 15/08/2011. [dostęp 2012-01-03]. [zarchiwizowane z tego adresu (2015-05-07)]. (ang.).
4. Transcript: Discovery Flips, Heads to Station. NASA, 07.06.06. [dostęp 2012-01-03]. (ang.).
5. WILLIAM HARWOOD: Shuttle Discovery nears rendezvous with station. Spaceflight Now, March 9, 2001. [dostęp 2012-01-03]. (ang.).Sprawdź autora:1.
6. Na rysunku oznaczona jako R, chociaż w tekście źródłowym nazwana współrzędną R-bar, a w innych źródłach jako wyimaginowaną linią R-bar
7. Na rysunku oznaczona jako V, w tekście źródłowym nazwana współrzędną V-bar, a w innych źródłach opisywana jest jako wektor prędkości V-bar
8. Robert N. Lea and Eric V. Mitchell, Mary Ann Goodwin: AUTONOMOUS CONTROL PROCEDURES FOR SHUTTLE. NASA Johnson Space Center, Houston, Texas. [dostęp 2012-01-03]. (ang.).Sprawdź autora:1.
9. Canadian content aboard Atlantis:. Canadian Space Agency. [dostęp 2012-01-03]. (ang.).

Uwagi

1. Po pojawieniu się grafiki, należy kliknąć napis „jego strona opisu”, a następnie ustawić znacznik myszy na wybranym elemencie, co spowoduje wyświetlenie opisu

Bibliografia

• Endeavour's Rendezvous Pitch Maneuver [dostęp 27-10-2011]
• Atlantis Backflips En Route to Station [dostęp 27-10-2011]
• Shuttle Discovery nears rendezvous with station [dostęp 17-10-2011]
• SHUTTLE RENDEZVOUS PROXIMITY OPERATIONS [dostęp 17-10-2011]
• Canadian content aboard Atlantis (TriDAR) [dostęp 27-10-2011]

Linki zewnętrzne

• STS-122
• full pitch maneuver STS-114. spaceflight.nasa.gov. [zarchiwizowane z tego adresu (2008-10-31)].
• STS-115 Rendezvous Pitch Maneuver