Az űrhajók dokkolása és kikötése két űrhajó összekapcsolása . Ez a kapcsolat lehet ideiglenes vagy félig állandó, például az űrállomás moduljainál. Magyarul az „ űrhajó dokkolása ” és az „űrhajó kikötése ” fogalmak az űrhajók találkozásának és összekapcsolásának különféle folyamatait jelentik. Az orosz nyelvben mindkét esetben az " űrhajó dokkolása " kifejezést használják .
Az űrrepülőgépek dokkolása alatt az autonóm találkozási folyamatot értjük , amely két, korábban külön-külön repülő űrhajó összekapcsolásával tetőzik [1] [2] [3] .
Az űrrepülőgépek kikötése kényszerű találkozási műveletekre vonatkozik, amikor egy inaktív modult/járművet elfognak, felhúznak, majd robotkar segítségével egy másik űrjármű dokkolóportjába helyezik . Az ISS esetében a „ Kandarm2 ” [4] robotkart használják . Mivel az űrrepülőgép - műveletek fordított folyamatában - un -kikötésben - az ISS-ről vezérelt mechanikus kar is részt vesz , és ez fáradságos és hosszú művelet, a kikötés módja nem alkalmas a legénység gyors evakuálására, ha vészhelyzet [5] .
Két tárgy kapcsolata (csatolása) a térben lehet „puha” vagy „kemény”. Általában az űrszonda először lágy csatolást hajt végre, érintkezésbe lép, és rögzíti a dokkoló csatlakozóját a céljármű csatlakozójába. A lágy kapcsolat létrehozása és a nyomás ellenőrzése mindkét hajón belül megkezdődik a merev tengelykapcsolóra való átállás , ahol a dokkoló mechanizmusok megfeszítik a hajók dokkoló csomópontjait, légmentes tömítést képezve. Miután kiegyenlítette a nyomást a hajókon belül, a legénység kinyitja a belső nyílásokat a legénység és a rakomány mozgatásához.
Az űrhajó dokkolási képessége attól függ, hogy a két űrszonda képes-e egymásra találni és az állomást ugyanazon a pályán tartani. Ezt először az Egyesült Államok fejlesztette ki a Project Gemini számára . A Gemini 6 legénységének 1965 októberében kellett volna találkoznia, és Walter Schirra parancsnoksága alatt manuálisan kikötni egy irányítatlan Agena céljárműhöz, de az Agena felrobbant az indítás során. A felülvizsgált Gemini 6A küldetés során Schirra 1965 decemberében sikeresen teljesített egy randevút a Gemini 7 legénységével , 1 lábon belülre közeledve, de nem volt lehetőség a két Gemini űrszonda közé dokkolni. Az első dokkolás az Agenával sikeresen befejeződött Neil Armstrong parancsnoksága alatt a Gemini 8 -on 1966. március 16-án. A kézi dokkolást három egymást követő Gemini küldetés során hajtották végre 1966-ban.
Az Apollo-program a Hold körüli pályán történő ki- és dokkolást foglalta magában, hogy az embereket a Holdra szállják és visszahozzák. Ehhez, miután mindkét űreszközt a Föld körüli pályáról a Holdra küldték, először a Holdraszálló modult (LM) le kellett dokkolni az Apollo Command/Service Module (CSM) szülő űrhajóról. Majd a modul Holdraszállásának befejezése után az LM-ben tartózkodó két űrhajósnak ismét fel kellett szállnia a Holdról, és ki kellett kötnie a CSM-et a Hold körüli pályán, mielőtt visszatért a Földre. Az űrrepülőgépet úgy tervezték, hogy a legénység a jármű belsejében mozoghasson a parancsnoki modul orra és a holdmodul teteje közötti átmeneten keresztül. Ezeket a manővereket először alacsony Föld körüli pályán mutatták be 1969. március 7-én az Apollo 9 -en , majd Hold körüli pályán 1969 májusában az Apollo 10 -en, majd hat másik holdraszállási küldetés során.
Ellentétben az Egyesült Államokkal, amely az Apollo, a Skylab és az Space Shuttle programokban manuálisan működtetett emberes dokkolót használt , a Szovjetunió a dokkolási kísérletek kezdetétől fogva automatizált dokkolórendszereket használt. Az első ilyen rendszert, az Igla -t 1967. október 30-án tesztelték sikeresen, amikor két Szojuz tesztjármű, a Kosmos-186 és a Kosmos-188 automatikusan dokkolt pályára [6] [7] Ezek voltak az első sikeres dokkolások. Ezt követően megkezdődött az emberes űrhajók dokkolási folyamatának fejlesztése. A teszteket 1968. október 25-én hajtották végre a Szojuz-3 űrszondával a nem irányított Szojuz-2 űrhajón ; a dokkolási kísérlet sikertelen volt. 1969. január 16. a Szojuz-4 és Szojuz-5 között sikeres volt. A Szojuz űrszonda ezen korai változata nem rendelkezett belső transzfer alagúttal , de két űrhajós űrsétát végzett, és átkelt a Szojuz 5 űrszonda külső felületén a Szojuz 4 űrszonda felé.
Az 1970-es években a Szovjetunió korszerűsítette a Szojuz űrszondát egy belső közlekedési csomóponttal , amelyet az űrhajósok áthaladására használtak a Szaljut űrállomás programja során, az első sikeres látogatással az űrállomáson 1971. június 7-én, amikor a " Szojuz " A 11 -es a Szaljut 1 -hez volt dokkolva . Az Egyesült Államok megismételte ezt a műveletet, és 1973 májusában Apollo űrszondáját is a Skylab űrállomáshoz kötötte. 1975 júliusában a két ország együttműködött a Szojuz-Apollo tesztprojektben , egy Apollo űrszondát dokkolva egy Szojuz űrhajóval. Ezzel párhuzamosan egy speciálisan kialakított légzsilip dokkoló modult alkalmaztak az Apollo űrszonda oxigénben gazdag atmoszférájából a Szojuz űrrepülőgépbe való zökkenőmentes átmenet érdekében, amelyben a légkör összetétele közel volt a földiéhez.
Az 1978-as Szaljut 6 - tól kezdve a Szovjetunió elkezdte használni a Progress pilóta nélküli teherűrhajót az alacsony Föld körüli pályán lévő űrállomások utánpótlására, ami jelentősen megnövelte a személyzet tartózkodási idejét. Mint egy pilóta nélküli űrhajó, a Progress teljesen automatikusan dokkolt az űrállomásokhoz. 1986-ban az Igla dokkolórendszert a továbbfejlesztett Kurs rendszer váltotta fel a Szojuz űrhajón. Néhány évvel később a Progress űrszonda is megkapta ugyanezt a frissítést [6] . A Kurs rendszert eddig (2019-es adatok) használták az ISS orosz orbitális szegmenséhez való dokkoláshoz .
(az angol nyelvű cikkekben a "kikötés" kifejezést használják, az orosz fordításban a "dokkolás" kifejezést használják)
Az űrben való kikötés bármely tárgy elfogása, kihúzása és beszerelése a dokkolóállomásba vagy a raktérbe [8] . Ezek az objektumok lehetnek űrrepülőgépek vagy hasznos rakományok, amelyek egy távoli manipulátor rendszer segítségével rögzíthetők karbantartás/visszaküldés céljából [9] [10] .
A dokkolóállomások/pull-up eszközök lehetnek nem androgün (aszimmetrikus, pl. tűs aljzat) vagy androgün (szimmetrikus, azonos) eszközök. Ez határozza meg, hogy egy pár dokkolómodul csatlakoztatható-e vagy sem.
A korai űrhajó-csatlakozási rendszereket nem androgün dokkolórendszerekhez tervezték. A nem androgün konstrukciók az úgynevezett "gender coupling" [2] egy változata, ahol minden dokkoló űrhajó egyedi kialakítású ("férfi" vagy "nő"), és meghatározott szerepet (passzív vagy aktív) játszik a dokkolási folyamatban. . Ezeket a szerepeket nem lehet felcserélni. Ebben a párban két azonos nemű űrhajó nem dokkolható.
Ezzel szemben egy androgün dokkoló állomás (valamint egy androgün dokkoló állomás) ugyanazzal az interfésszel rendelkezik mind az űrhajókon, mind a dokkolóeszközökön. Az androgün interfész egyetlen kialakítást használ, amely lehetővé teszi, hogy a dokkolóállomás pontosan ugyanahhoz a dokkolóállomáshoz csatlakozzon. Ez lehetővé teszi a szerepek cseréjét (aktívról passzívra), és lehetőséget ad bármely űrhajópár mentésére és közös üzemeltetésére [2] .
| Ábra | Név | Módszer | Belső átmenet jelenléte a legénység számára | Típusú |
|---|---|---|---|---|
| Gemini dokkoló rendszer | Dokkolás | Nincs belső átmenet | aszimmetrikus (nem androgün) | |
| Apollo dokkolórendszer | Dokkolás | Van egy belső átjáró | aszimmetrikus (nem androgün) | |
| Orosz dokkolórendszer (RSS) | Dokkolás | Nincs belső átmenet [11] | aszimmetrikus (nem androgün) | |
| Dokkoló rendszer "Kapcsolat" | Dokkolás | Nincs belső átmenet | aszimmetrikus (nem androgün) | |
| SSVP-G4000 | Dokkolás | Van egy belső átjáró | aszimmetrikus (nem androgün) | |
| APAS-75 | Dokkolás | Van egy belső átjáró | szimmetrikus (androgén) | |
| APAS-89 | Dokkolás | Van egy belső átjáró | szimmetrikus (Szojuz TM-16), aszimmetrikus ( MIR állomás dokkoló állomás [12] [13] ) | |
| APAS-95 | Dokkolás | Van egy belső átjáró | szimmetrikus (Shuttle, Zarya és PMA-1), aszimmetrikus (PMA-2 és PMA-3) | |
| SSVP-M8000 ( hibrid dokkolórendszer ) | Dokkolás | Van egy belső átjáró | aszimmetrikus (nem androgün) | |
| Egyetlen dokkoló mechanizmus | Kikötés | Van egy belső átjáró | aszimmetrikus (nem androgün) | |
| Kínai dokkoló eszköz | Dokkolás | Van egy belső átjáró | szimmetrikus ( Sencsou ) aszimmetrikus ( Tiangong-1 ) | |
| Dokkoló rendszer | Kikötés és kikötés | Van egy belső átjáró | szimmetrikus ( Commercial Crew Vehicle , Orion ) aszimmetrikus ( IDA ) | |
| Nemzetközi passzív-aktív dokkoló mechanizmus | Kikötés és kikötés | Van egy belső átjáró | szimmetrikus (androgén) |
A dokkolóadapter vagy megfogóadapter olyan mechanikus vagy elektromechanikus eszköz, amely megkönnyíti a különböző típusú interfészekkel felszerelt dokkolóállomások (CS) vagy rögzítőeszközök (PC) csatlakoztatását. Bár az ilyen interfészek elméletileg SU-SU, SU-UZ vagy UZ-UZ párok lehetnek, a mai napig csak az első két típust telepítették az űrben. Az alábbiakban felsoroljuk a korábban kiadott és tervezett adaptereket:
ASTP dokkoló modul
Tömítő adapter (PMA)
Nemzetközi dokkolóadapter (IDA)
A Soft Capture Mechanism (SCM) 2009-ben került hozzáadásra a Hubble Űrteleszkóphoz . Az SCM lehetővé teszi, hogy a NASA dokkolórendszerét (NDS) használó személyzettel és személyzet nélküli űrhajók dokkoljanak a Hubble-hoz.
A NASA fontolgatja annak lehetőségét, hogy a Crewed Mars-járót egy Marson lévő lakóegységhez vagy egy visszatérő modulhoz rögzítsék [20] .