Датчик-стрела для осмотра орбитера: История и применение в программе Space Shuttle.
Orbiter Boom Sensor System
Система OBSS: сканирование обшивки шаттлов NASA для обнаружения повреждений после взлета и перед посадкой. Использовалась на всех миссиях с 2005 по 2011 год.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Система орбитального манипулятора (OBSS) представляла собой 15,24-метровый (50 футов) манипулятор, который перевозился на борту космических шаттлов НАСА. Манипулятор захватывался Canadarm и служил его удлинением, удваивая общую длину до 30 метров. На дальнем конце манипулятора находился измерительный комплекс, включающий камеры и лазеры, использовавшиеся для сканирования передних кромок крыльев, носовой части и кабины экипажа после каждого взлета и перед каждой посадкой. Если бортинженеры подозревали потенциальные повреждения других участков, что подтверждалось изображениями, полученными во время взлета или маневра сближения, то можно было сканировать дополнительные области. OBSS был введен в эксплуатацию с миссией STS-114, "Возвращение к полету", выполненной шаттлом "Дискавери", и использовался на каждой последующей миссии до завершения программы Space Shuttle в 2011 году. Он применялся для проверки шаттла на предмет повреждений теплозащитного экрана, официально называемого Системой тепловой защиты (TPS), которые могли поставить под угрозу шаттл при повторном входе в атмосферу. Решение о проведении целевых инспекций TPS было принято после катастрофы шаттла "Колумбия", который был уничтожен из-за повреждений TPS, полученных во время запуска. OBSS играл центральную роль в целевых инспекциях TPS, поскольку он содержал все необходимые инструменты для детальных измерений и наблюдений, а также потому, что без него Canadarm был недостаточно длинным для доступа ко всем областям, подлежащим обследованию.
The Orbiter Boom Sensor System (OBSS) was a 50 foot (15.24 m) boom carried on board NASA's Space Shuttles. The boom was grappled by the Canadarm and served as an extension of the arm, doubling its length to a combined total of 100 feet (30 m). At the far end of the boom was an instrumentation package of cameras and lasers used to scan the leading edges of the wings, the nose cap, and the crew compartment after each lift off and before each landing. If flight engineers suspected potential damage to other areas, as evidenced in imagery captured during lift off or the rendezvous pitch maneuver, then additional regions could be scanned. The OBSS was introduced to the shuttle fleet with STS 114, the "Return to Flight" mission executed by Discovery, and was flown on every mission after that until the retirement of the Space Shuttle fleet in 2011. It was used to inspect the shuttle for damage to the heat shield, officially called the Thermal Protection System (TPS), that could jeopardize the shuttle during re entry. The decision to perform focused inspections of the TPS was prompted by the Space Shuttle Columbia disaster, in which Columbia was destroyed due to damage inflicted to its TPS during launch. The OBSS was central to focused inspections of the TPS, not only because it carried all the instruments necessary for detailed measurements and observations, but also because without it, the Canadarm was too short to reach to all the areas that needed to be surveyed.
Описание
Бум по существу имел ту же конструкцию, что и сам Canadarm, за исключением того, что шарнирные соединения зафиксированы. Рукава OBSS для трех оставшихся шаттлов были изготовлены относительно быстро, главным образом потому, что были использованы некоторые запасные части системы Canadarm. На дальнем конце OBSS установлены два комплекта приборов. Комплект датчиков 1 состоит из лазерного измерителя динамического диапазона (LDRI) и камеры с усилением изображения (ITVC). Комплект датчиков 2 – это лазерная камера (LCS) и цифровая камера (IDC). Датчики способны записывать с разрешением в несколько миллиметров и сканировать со скоростью около [значение] в секунду. Он также оснащен поручнями, чтобы бум можно было использовать для обеспечения доступа космонавтов к нижней части шаттла в случае необходимости ремонта в полете.
The boom was essentially the same design as the Canadarm itself, except that the articulatory joints are fixed. OBSS arms for the three remaining orbiters were manufactured relatively quickly, primarily because some spare parts for the Canadarm system were used. Two instrumentation packages are installed at the far end of the OBSS. Sensor package 1 consists of the Laser Dynamic Range Imager (LDRI) and an Intensified Television Camera (ITVC). Sensor package 2 is the Laser Camera System (LCS) and a digital camera (IDC). The sensors can record at a resolution of a few millimeters, and can scan at a rate of about per second. It is also fitted with handrails, so that the boom could be used to provide spacewalkers with access to the shuttle's underbelly in case in flight repairs were required.
Ремонт МКС STS-120
Во время миссии STS-120 OBSS использовался в качестве удлинителя для манипулятора Canadarm2 космической станции, хотя изначально он для этого не предназначался. В ходе этой миссии солнечная батарея P6 была повреждена при повторном развертывании. Canadarm2 захватил OBSS за центральный захват Flight Releasable Grapple Fixture, после чего астронавт Скотт Э. Паражински был закреплен на конце удлинителя для проведения ремонта. Поскольку Canadarm2 не мог подавать питание на OBSS, тот оставался обесточенным на гораздо большее количество часов, чем было предусмотрено конструкцией, однако благодаря предварительному прогреву перед началом ремонта он не получил повреждений.
During STS 120 the OBSS was used as an extension boom for the space station's Canadarm2, something it was never designed to do. During this mission the P6 solar array had become damaged during the redeploy. Canadarm2 grabbed the arm on its center Flight Releasable Grapple Fixture and then astronaut Scott E. Parazynski was mounted at the end of the boom to make the repair. Because Canadarm2 was unable to power the OBSS, it was without power many hours more than it was designed to handle, but because it was heated up considerably before the start of the repair it stayed undamaged.
Улучшенный сборник бума МКС
Из-за преимуществ для выходящих в открытый космос космонавтов, связанных с увеличенным радиусом действия при подключении OBSS к роботизированному манипулятору Международной космической станции (МКС), NASA разработало план для миссии STS-134, предусматривающий оставление OBSS на МКС для постоянного использования. Этот план потребовал ряда модификаций OBSS, теперь известного как Enhanced ISS Boom Assembly, включая добавление Power Data и Grapple Fixture, обеспечивающего соединение с роботизированным манипулятором на конце стрелы с помощью совместимого с Canadarm2 захватного устройства, что облегчает использование станции. Стрела была размещена на интегрированной ферменной конструкции S1 МКС во время четвертого выхода в открытый космос в рамках миссии STS-134 27 мая 2011 года. Датчики OBSS были отключены во время выхода в открытый космос и не рассчитаны на выдерживание температурных условий за пределами МКС без электропитания для их обогрева. Однако модификация захватного устройства может позволить в будущем устанавливать на OBSS подобное оборудование.
Due to the benefits for spacewalkers from the extended range provided by connecting an OBSS to the International Space Station (ISS)'s robotic arm, NASA implemented a plan for STS 134 to leave its OBSS behind on the ISS, where it would permanently remain. The plan resulted in a number of modifications to the OBSS, now known as the Enhanced ISS Boom Assembly, including the addition of a Power Data and Grapple Fixture which enables mating to the robotic arm on the end of the boom with a Canadarm2 compatible grapple fixture to favor station use. The boom was stowed on the ISS S1 Integrated Truss Structure on the fourth spacewalk of STS 134 on May 27, 2011. The OBSS sensors were disconnected during the EVA, and are not designed to withstand thermal conditions outside the ISS without power to keep them warm. However, the modification of the grapple fixture could enable such equipment to be mounted onto the OBSS in the future.