Ігла (зближувально-стикувальна система)

Ігла({{lang-ru|Игла, укр. Голка) — радянська система зближення і стикування космічних кораблів. Система надавала дані для контролю відносного руху і орієнтації при зближенні двох апаратів.^[1] Застосовувалася на космічних апаратах «Союз», ТКС, орбітальній станції «Мир».

З 1986 року замінена системою «Курс»^[2].

Історія

У березні 1962-го року в документі «Збирання складного космічного апарату на орбіті Землі» описувався модернізований космічний апарат «Восток», який стикувався з ручним управлінням. Розробку скасували.

В рамках проєкту «Союз» навколомісячний пілотований корабель «Союз-А» (7К) виводився на орбіту навколо Місяця розгінним блоком «Союз-Б» (9К), для заправки якого використовувався танкер «Союз-В» (11К). Механізм стикування мав надійно з'єднати апарати, перехід екіпажу між космічними апаратами не планувався.

Розробка

1962-го року три відділи бюро Корольова — відділ проєктування, загальної розробки та електромеханічний — розпочали створення стикувального обладнання. Перший «плаский» механізм мав два кільця, відомі як «млинці», рухомі на одному космічному апараті та нерухомі на іншому. Під час контакту між ними рухоме кільце оберталося, допоки підпружинені гачки з обох боків механізму зчеплять і вирівняють два кораблі. Після критики інженери придумали нову концепцію «штир і конус», яка стала основою для механізмів стикування. До весни 1963-го року запропоновані дві конструкції цієї системи групами на чолі з Сиром'ятніковим і Денисовим. Корольов затвердив конструкцію Сиром'ятнікова, а восени 1964-го року його призначено керівником секції проєктування, відповідальної за стикування та кілька інших систем.

Випробування

У листопаді 1965-го року поліпшений механізм стикування пройшов основні випробування. На той час планувалися підготовчі польоти місячного космічного корабля «Союз» на орбіті навколо Землі, з перевіркою основних етапів сценарію, затвердженого для місячної експедиції, зокрема перехід екіпажу між двома кораблями. Корольов наполягав на додаванні внутрішнього люка для переходу екіпажу. Феоктістов запропував обійти «закритий» стикувальний вузол через люки назовні космічного корабля крізь відкритий космос у скафандрах.

Завершальні наземні випробування першої радянської системи стикування відбулися навесні і влітку 1966-го року. У листопаді того ж року перший «Союз», під назвою «Космос-133», доправив механізм стикування у космос. У невдалих запусках «Союзу 7K-OK» «Космос-133», «Космос-140A» і «Космос-140», і смертельній місії «Союзу-1» не вдалося випробувати систему. 30 жовтня 1967-го року здійснено перше у світі повністю автоматичне стикування «Космосу-186» з «Космосом-188», початкове захоплення пасивного корабля активним відбулося на відстані 24 км.

Опис

Схема навігаційної системи «Ігла» для корабля «Союз» і станції «Салют». Опис у розділі

Пасивний апарат мав радіосистему, яка працювала радіомаяком для наведення активного корабля або транспондером для вимірювання відстані та швидкості зближення.

На схемі «Союзу» і «Салюту» можна побачити розташування п'яти типів антен на активному і пасивному апаратах в операції зближення і стикування.

Антена типу Ей (A) — неспрямована нерухома конічна спіральна передавальна антена пасивного космічного корабля.

Антена типу Бі (B) — закрита радіокуполом приймальна антена на активному і на пасивному кораблях для інформації про відносну орієнтацію. Усередині обертовий елемент, схожий на обертовий елемент старого радару відстеження.

Антена типу Сі (C) — параболічна нерухома передавальна антена на пасивному кораблі для передачі сигналів до активного корабля.

Антена типу Ді (D) — параболічна рухома приймально-передавальна антена на активному кораблі для відстеження кутового руху пасивного корабля щодо активного корабля. Швидкість зближення у прямій видимості між активним і пасивним кораблями обернено пропорційна відстані. Антена поверталася на 180° у площині осі нишпорення, щоб космічний корабель міг націлити головний двигун у напрямку підходу.

Антена типу І (E) — допоміжна неспрямована нерухома конічна спіральна передавальна антена пасивного космічного корабля для визначення відстані при зближенні на малій відстані.

Принцип роботи

На початку процесу зближення пасивний апарат утримував незмінну орієнтацію для полегшення процесу.

Радіомаяк пасивного апарата через дві передавальні антени (типу Ей на схемі) передавав неперервний сигнал. Активний корабель повільно обертався, щоб одна з рухомих приймальних антен (типу Бі на схемі) захопила сигнал пасивного апарата. Приймальні антени видавали сигнали помилок для полегшення наведення поздовжньої осі активного корабля на пасивний апарат.

Після спрямування активного корабля на пасивний апарат, активний корабель починав передавати сигнал запиту через параболічну антену (типу Ді на схемі), орієнтовану на пасивний апарат. Пасивний апарат захоплював сигнал запиту однією з рухомих приймальних антен (типу Бі на схемі). Похибки сигналів від цих антен використовувалися для орієнтування вузькопроменевої антени пасивного апарата в напрямку активного.

Модифікації

У НДІ ТП під керівництвом головних конструкторів А. С. Моргулева, В. В. Сусленнікова, С. Б. Медведєва були розроблені модифікації:

• «Ігла 1Г» (11Л929Г);
• «Ігла 1Р»;
• «Ігла 2-Р»;
• «Ігла 2-Р2».

Аварійні ситуації

У польоті «Союзу-15» через помилки системи «Ігла» 26 серпня 1974 року не вдалася стикування зі станцією «Салют-3». На той момент у системи не було можливості ручного управління.

«Салют-5», запущений 22 червня 1976 року, був оснащений поліпшеною радіосистемою «Ігла» і 6 липня «Союз-21» справив стикування в ручному режимі.