Кіріспе

Екі ғарыш кемесін бір-біріне жақын жерге әкелу үшін орбиталық маневрлер сериясы. Ғарыш кездесуі (/r/ɒ/n/d/eɪ/v/uː/) – екі ғарыш кемесінің, олардың бірі көбінесе ғарыш станциясы болатын, бір орбитаға жететін және өте жақын қашықтыққа (мысалы, көзбен көру қашықтығына) жақындасуы үшін жасалатын орбиталық маневрлер жиынтығы. Кездесу үшін екі ғарыш кемесінің орбиталық жылдамдықтары мен позициялық векторларының нақты сәйкес келуі қажет, бұл оларға орбиталық қалыпты сақтап тұрақты қашықтықта қалуға мүмкіндік береді. Кездесуден кейін докинг немесе біріктіру рәсімдері жүргізілуі мүмкін, бұл рәсімдер ғарыш кемелерін физикалық байланысқа келтіріп, олардың арасында байланыс орнатады. Осы кездесу техникасын әлсіз гравитациялық өрісі бар табиғи денелерге ғарыш кемесінің "қонуы" үшін де қолдануға болады, мысалы, Марстың серігіне қону үшін орбиталық жылдамдықтардың сәйкес келуі қажет, содан кейін докингке ұқсас "түсу" процесі жүзеге асырылады.

Тарих

Өзінің алғашқы адамды ғарышқа ұшқан "Восток" бағдарламасында Кеңес Одағы бір ұшыру алаңынан бір немесе екі күн аралықта екі ғарыш кемесін ұшырды ("Восток-3" және "Восток-4" 1962 жылы, ал "Восток-5" және "Восток-6" 1963 жылы). Әрбір жағдайда, ұшыру құралдарының навигациялық жүйелері екі кемені дерлік бірдей орбитаға шығарды; алайда, бұл кездесуге жеткілікті дәлдік емес еді, себебі "Восток" орбитасын өзінің серігіне сәйкес келтіру үшін маневрлік қозғалтқыштары болмады. Бастапқы арақашықтық шамамен 100 км-ді құрады және миссиялар барысында бірте-бірте мыңдаған километрге дейін (бір мың мильден астам) ұлғайды. 1963 жылы Базз Олдрин "Адамды орбиталық кездесуге бағыттаудың көру сызығы бойынша әдістері" тақырыбында докторлық диссертациясын қорғады. NASA ғарышкері ретінде Олдрин орбиталық механиканың күрделілігін әріптестеріне түсінікті ұшу жоспарларына аударуға тырысты.

Бірінші сүйрелу

1966 жылғы 16 наурызда Нил Армстронг басқарған «Жетіздер-8» ғарыш кемесі екі ғарыш кемесін алғаш рет доктандырды, ол «Agena» мақсаттық көлігімен кездесіп, байланысты. «Жетіздер-6» миссиясы алғашқы доктандыру миссиясы болуы тиіс еді, бірақ оның «Agena» аппараты ұшырылған кезде жойылғандықтан, ол тоқтатылды. Кеңес Одағы 1967 жылғы 30 қазанда «Космос-186» және «Космос-188» арасында алғашқы автоматтандырылған, экипажсыз доктандыруды жүзеге асырды. Қолмен доктандыруға алғашқы тырысқан кеңестік ғарышкер Георгий Береговой болды, ол 1968 жылғы қазан айында өзінің «Союз-3» кемесін экипажсыз «Союз-2» кемесімен доктандыруға тырысты. Автоматтандырылған жүйелер кемені жақындатты, ал Береговой оны қолмен басқару арқылы одан да жақындатты. 1969 жылғы 16 қаңтарда алғашқы экипаждық доктандыру сәтті аяқталды, «Союз-4» және «Союз-5» доктандырылып, «Союз-5» экипажының екі мүшесін қабылдады, олар «Союз-4»-ке жету үшін ғарыш кеңістігінде жұмыс істеуіне тура келді. 1969 жылғы наурыз айында «Аполлон-9» экипаж мүшелерінің екі доктандырылған ғарыш кемесі арасында алғашқы ішкі ауысуына қол жеткізді. Екі түрлі елдің ғарыш кемелерінің алғашқы кездесуі 1975 жылы болды, онда «Аполлон» ғарыш кемесі «Аполлон-Союз» миссиясы аясында «Союз» ғарыш кемесімен доктандырылды. Бірнеше ғарыш кемесінің доктандырылуының алғашқы жағдайы 1978 жылғы қаңтарда «Союз-26» және «Союз-27» екі кемесі де «Салют-6» ғарыш станциясына доктандырылған кезде болды.

Фазалар мен әдістер

Кездесу және сүйрелудің стандартты әдісі – белсенді көлік, "қуып жететін" көлікті пассивті "мақсатқа" сүйреу. Бұл әдіс "Жемен", "Аполлон", "Аполлон/Союз", "Салют", "Скайлаб", "Мир", "Халықаралық ғарыш станциясы" және "Тяньгун" бағдарламаларында сәтті қолданылды. Ғарыш кемелерінің кездесуін дұрыс түсіну үшін ғарыш кемелерінің жылдамдығы мен орбитасы арасындағы байланысты түсіну қажет. Белгілі бір орбитадағы ғарыш кемесі өз жылдамдығын еріксіз өзгерте алмайды. Әр орбита белгілі бір орбиталық жылдамдықпен байланысты. Егер ғарыш кемесі қозғалтқыштарды іске қосып, жылдамдығын арттырса (немесе азайса), онда ол жоғары (немесе төмен) жылдамдыққа сәйкес келетін басқа орбитаға көшеді. Дөңгелек орбиталар үшін биік орбиталардың орбиталық жылдамдығы төмен, ал төменгі орбиталардың орбиталық жылдамдығы жоғары болады. Орбиталық кездесу үшін екі ғарыш кемесі де бірдей орбиталық жазықтықта болуы керек, сондай-ақ орбитаның фазасы (орбитадағы ғарыш кемесінің орны) да сәйкес болуы керек.

Қадамдалу әдістері

Жақындық операцияларына ең көп қолданылатын екі тәсіл – ғарыш кемесінің ұшу бағытымен (V бар деп аталады, себебі ол нысананың жылдамдық векторы бойымен жүзеге асырылады) және ұшу бағытына перпендикуляр, орбита радиусының бойымен (Жерге қатысты нысананың радиалдық векторы бойымен R бар деп аталады) орналасу. Таңдалған тәсіл қауіпсіздік, ғарыш кемесінің/қозғалтқыштың құрылымы, миссияның уақыт жоспары және, әсіресе ХҒС-қа қосылу үшін, белгіленген қосылу портының орналасуына байланысты болады.

V-бағанға жақындау

V-барыс тәсілі – "құғыш" пассивті ғарыш кемесінің жылдамдық векторы бойымен көлденең жақындасу. Яғни, арттан немесе алдан, және пассивті нысананың орбиталық қозғалысымен бір бағытта. Қозғалыс нысананың орбиталық жылдамдығына параллель. V-барыс тәсілімен арттан жақындағанда, құғыш нысанаға қарай жылдамдығын арттыру үшін кішкентай қозғалтқыштарды қосады. Бұл, әрине, құғыштың орбитасын да жоғарылатады. Құғышты V векторында ұстап тұру үшін басқа қозғалтқыштар радиалды бағытта жұмыс істейді. Егер бұл шара қабылданбаса (мысалы, қозғалтқыш бұзылған жағдайда), құғыш жоғары орбитаға шығарылады, бұл нысанадан төмен орбиталық жылдамдыққа әкеледі. Салдарынан, нысана құғыштан жылдам қозғалады және олардың арасындағы қашықтық артады. Бұл табиғи тежелу эффектісі деп аталады және қозғалтқыш бұзылған жағдайдағы қауіпсіздік шарасы болып табылады. STS-104 Халықаралық ғарыш станциясына V-барыс тәсілімен келген үшінші ғарыш миссиясы болды. V-барыс, немесе жылдамдық векторы, станцияның тікелей алдындағы сызық бойымен созылады. Ғарыш кемелері ПМА-2 доктандыру портына доктанғанда V-барыс бойымен ХҒС-қа жақындайды.

R-bar жақындау

R-бағандық тәсіл – ізденушінің мақсатты ғарыш кемесінің радиалды векторы бойымен жоғары немесе төмен қозғалуынан тұрады. Бұл қозғалыс пассивті ғарыш кемесінің орбиталық жылдамдығына перпендикуляр болады. Nadir R-бағандық тәсілі H II Transfer Vehicles және SpaceX Dragon көліктерінің ҒАЛМ-ға (ISS) ұшуларында да қолданылады.

Z-шығырымен жақындау

Белсенді немесе "құғыншы" ғарыш кемесінің пассивтік ғарыш кемесінің орбиталық жазықтығына көлденең және перпендикуляр бағытта жақындауы – яғни, пассивтік ғарыш кемесі орбитасының жазықтығынан жанынан және сыртқа қарай жақындауы – Z-тәрізді жақындау деп аталады.