Die Reise des neuen russischen Moduls "Science" zur Internationalen Raumstation sieht nicht einfach aus, wie Roskosmos-Chef Dmitry Rogosin gestern einräumte. Branchenkreise sprachen zuerst über Probleme beim Einsatz von Antennen, dann, als dieses Problem behoben war, über Ausfälle im Kraftstoffsystem. Am Abend des 22. Juli konnten MCC-Spezialisten erstmals die Triebwerke einschalten und die Umlaufbahn des Moduls anheben. Aber anscheinend sind die Probleme noch nicht verschwunden. Verstehen, was mit MLM passiert.
Nach dem erfolgreichen Start des Moduls verging fast ein ganzer Tag ohne offizielle Daten zum Status. Erst am Abend, am 22. Juli, meldete Roskosmos, dass das Nauka-Modul erstmals die Triebwerke eingeschaltet und die erste Korrektur der MLM-Bahn erfolgreich durchgeführt habe. Die Höhe des erdnächsten Orbitalpunktes - Perigäum - erhöhte sich um etwa 40 Kilometer - von 190 auf 230 Kilometer, die Apogäumshöhe um fast 20 Kilometer - von 345 auf 364,9 Kilometer.
Die Probleme im Kraftstoffsystem des Moduls, über die die Quelle gestern sprach, sind jedoch anscheinend nicht verschwunden.
Laut derselben N + 1-Quelle wurde die gestrige Korrektur nicht mit den Hauptmotoren von "Nauka", sondern mit Hilfe von Hilfsmotoren zum Andocken und Stabilisieren vorgenommen. „Die Hauptmotoren wurden nie gestartet“, sagte er und fügte hinzu, dass zwei Tanks des Kraftstoffsystems immer noch nicht funktionierten. Die Gründe für die Fehlfunktionen sind seiner Meinung nach nicht ganz klar: Möglicherweise sind die Faltenbälge (Wellzylinder in den Tanks, die das Ladegas vom Kraftstoff trennen) beschädigt, möglicherweise haben die Ventile nicht geöffnet. Im Gegenzug behauptet Anatoly Zak, der Schöpfer der Site RussianSpaceWeb, unter Berufung auf seine Quellen, dass es keine Daten über Schäden an den Membranen in den Tanks gibt.
Um zu verstehen, was genau an Bord des Moduls passiert, müssen wir seine Antriebs- und Kraftstoffsysteme verstehen.
Panzer und Motoren
An Bord der FGB sind drei Arten von Triebwerken installiert (d Präzisionsstabilisierungsmotoren (DTS). Alle arbeiten mit Kraftstoffdampf, der für die russische Kosmonautik traditionell ist - asymmetrisches Dimethylhydrazin (Kraftstoff) und Stickstofftetroxid (Oxidationsmittel).
Das DCS sind zwei von der Isaev KBHM entwickelte Flüssigkeitsstrahltriebwerke KRD-442 (GRAU 11D442 Index) mit einem Nennschub von jeweils 417 Kilogramm (4,09 Kilonewton). Kraftstoff und Oxidationsmittel des BCS werden mittels Turbopumpen aus vier Niederdrucktanks gewonnen. Dieselben Turbopumpen sorgen für den Kraftstofftransfer von Niederdrucktanks zu Hochdrucktanks.
Es handelt sich um ein Paar BCSs, die die FGB-Bahnkorrektur im Stadium des autonomen Fluges bereitstellen sollen.
Festmacher- und Stabilisierungstriebwerke (DPS) sind 24 11D458-Triebwerke mit einer Schubkraft von 40 Kilogramm (392 Newton). Zur genauen Stabilisierung beim Andocken werden weitere 16 DTS-Triebwerke (17D58E) mit einer Schubkraft von 1,36 Kilogramm (13,3 Newton) benötigt.
Die rechte Seite des MLM-Pneumohydraulik-Systemplans, rechts sind zwei Hauptmotoren der Booster-Kompressorstation und vier daran angeschlossene Niederdrucktanks für Kraftstoff und Oxidationsmittel sichtbar
Der linke Teil des MLM-Pneumohydraulik-Systemdiagramms, Hochdrucktanks sind in der Mitte sichtbar, DPS-Motoren sind auf der linken Seite
Diese beiden Triebwerksgruppen erhalten Kraftstoff und Oxidationsmittel aus Hochdrucktanks nach dem Verdrängerverfahren, d. h. aus einem anderen Teil des Kraftstoffsystems, relativ unabhängig von den Tanks, aus denen die Booster-Kompressorstation Kraftstoff erhält.
Laut unserer Quelle waren es die DPS-Triebwerke, die letzte Nacht verwendet wurden, um die Umlaufbahn des MLM zu korrigieren, was mit der Version über Fehlfunktionen im Kraftstoffsystem übereinstimmt - wenn sie genau in dem Teil auftraten, von dem aus die Haupttriebwerke von die DKS erhalten Brennstoff und Oxidationsmittel.
Sekunden und Meter
Es ist möglich zu überprüfen, mit welchen Triebwerken die MLM-Umlaufbahn angehoben wurde, indem die Daten zu den Ergebnissen ihres Betriebs verglichen werden. Um dies zu tun, müssen wir uns daran erinnern, wie MLMs „Bruder“, FGB „Zarya“, seine Umlaufbahn angehoben hat, deren Masse nach dem Start fast genau der Masse von „Nauka“entsprach: 20302 Kilogramm für MLM gegenüber 20265 für „Zarya““.
Zaryas Reise in die ISS-Umlaufbahn wurde ausführlich in der Zeitschrift Cosmonautics News, Ausgabe 1 von 1999, beschrieben. Dann schrieb NK, dass nur eines von zwei DKS-Triebwerken verwendet wurde, um die Umlaufbahn anzuheben.
Die erste Probezündung des DKS-Triebwerks Nr. 37 auf der 16. Umlaufbahn dauerte 10 Sekunden, und es wurde eine Geschwindigkeitssteigerung von 2,05 Metern pro Sekunde erreicht.
Das zweite Einschalten erfolgte auf der 17. Umlaufbahn. Dann lief der Motor 100,9 Sekunden und sorgte für eine 10-fache Geschwindigkeitssteigerung - 20,5 Meter pro Sekunde. Das dritte Einschalten jeden zweiten Tag dauerte 31,58 Sekunden (Geschwindigkeitsschritt 6,5 Meter pro Sekunde, der vierte - 116,44 Sekunden (Schritt 24,03 Meter pro Sekunde).
So brachte eine Sekunde des BCS-Vorgangs dem FGB eine Geschwindigkeitssteigerung von ca 0,205 Meter pro Sekunde.
Laut Roskosmos würden am Abend des 22. Juli die MLM-Triebwerke zweimal eingeschaltet: um 18:07 Uhr und um 20:19 Uhr. Der erste Impuls dauerte 17, 23 Sekunden, während die Geschwindigkeit um 1 Meter pro Sekunde zunahm. Das zweite Einschalten der Motoren dauerte 250,04 Sekunden, der Geschwindigkeitszuwachs betrug 14,59 Meter pro Sekunde.
Das heißt, eine Sekunde des Betriebs dieser unbenannten Triebwerke gab dem MLM eine Geschwindigkeitssteigerung in 0,05 Meter pro Sekunde … Eine Sekunde Betrieb der Booster-Station, wie wir oben gesehen haben, führt zu einer deutlich größeren Geschwindigkeitssteigerung - 0,2 Meter pro Sekunde.
Daraus können wir schließen, dass an Bord des MLM andere, weniger leistungsstarke Triebwerke betrieben wurden. Dies waren wahrscheinlich DPS-Motoren.
Orbitale Fehlmessungen
Roskosmos berichtete kurz nach dem Start, dass die Proton-M-Rakete das MLM Nauka mit einer Apogäumshöhe von 375,5 Kilometern, einer Perigäumshöhe von 199 Kilometern und einer Neigung von 51,6 Grad in eine Umlaufbahn gebracht hatte.
Nach der ersten Korrektur der Umlaufbahn, die am Donnerstagabend, 22. Juli, stattfand, erhöhte sich das Perigäum nach neuen Daten von Roskosmos auf 230,43 Kilometer, während das Apogäum auf 364,86 Kilometer sank. Die Bahnneigung blieb nahezu unverändert und betrug 51,64 Grad.
Daten des North American Aerospace Defense Command (NORAD), die auf der spezialisierten Website Space-track.org veröffentlicht sind, geben weitere leicht abweichende Parameter an. Nach amerikanischen Angaben wurde MLM zunächst mit einem Apogäum von 346 Kilometern und einem Perigäum von 190 Kilometern in die Umlaufbahn gebracht, also weniger als nach Roskosmos-Daten. Auch die Daten zu den Ergebnissen der ersten Korrektur sind unterschiedlich: Die Parameter der neuen Umlaufbahn betragen 347 mal 224 Kilometer. Abgesehen von der Tatsache, dass ihr Schub von selbst geringer ist, ist es möglich, beim Anheben der Umlaufbahn nicht alle, sondern nur diejenigen aufzunehmen, die sich entlang der Längsachse der Station befinden. Außerdem sind die Düsen einiger von ihnen nicht direkt nach hinten gerichtet, sondern in einem Winkel von 60 Grad - daher verbrauchen sie Kraftstoff viel weniger effizient als die Booster-Kompressorstation.
Es ist davon auszugehen, dass die DKS-Triebwerke noch eingeschaltet waren, jedoch mit einem um fast eine Größenordnung reduzierten Schub, wir konnten jedoch keine Daten finden, dass diese Triebwerke auf diese Weise gedrosselt werden könnten. Außerdem ist nicht ganz klar, worauf es bei einer solchen Schubreduzierung ankommt.
Laut einer N + 1-Quelle besteht die Gefahr, dass MLM die ISS erst erreicht, wenn sie entfernt wird: Der verfügbare Treibstoff in dem nicht beschädigten Teil des Treibstoffsystems reicht möglicherweise nicht aus. Laut einigen Berichten stehen etwa 1,5 Tonnen Treibstoff für Motoren nicht zur Verfügung (insgesamt sollten etwa 2,4 Tonnen Treibstoff an Bord sein), aber wie genau diese Informationen sind, ist unbekannt.
