V nedávném článku jsme si představili vědecké experimenty, které na ISS dopravila zásobovací loď Dragon. Na konci článku jsme zmínili, že nejdůležitější části nákladu, tedy adaptéru IDA budeme věnovat samostatný článek. A protože se sliby mají plnit, přinášíme Vám avizované představení tohoto klíčového prvku pro další vývoj stanice. Díky tomuto nenápadnému prstenci se k ISS budou připojovat soukromé pilotované lodě Crew Dragon od SpaceX a Starliner od společnosti Boeing. Dnes se seznámíme s konstrukcí tohoto adaptéru a nastíníme si i jeho komplikovanou cestu na stanici.
Zdroj: spaceflight101.com
Adaptéry IDA (International Docking Adapter) budou připojeny na přechodové tunely PMA (Pressurized Mating Adapter) 2 a 3, které se již na ISS nachází. Hlavním úkolem adaptérů je přechod ze staršího dokovacího systému APAS-95, který používaly raketoplány, na systém, které je kompatibilní s mezinárodním standardem. Adaptéry IDA jsou kompatibilní s dokovacím systémem od NASA (NDS), který je tzv. androgynní a umožňuje spojení za nízkých vzájemných rychlostí.
Systém NDS umožňuje připojovat automatické i pilotované lodě, ale také robotické průzkumníky. Dokovací rozhraní obsahuje prvky pro přenos dat i energie mezi lodí a stanicí, přičemž příští verze budou podporovat i přenos paliva, tlakovacích médií, nebo vody. Vnitřní průměr průlezu, který může používat posádka, je 80 centimetrů.
Zdroj: spaceflight101.com/
Při dokování je jedno zařízení v aktivním režimu s vysunutým systémem pro měkké zachycení (Soft Capture System), zatímco druhý prvek setrvává v pasivním režimu, kdy je systém SCS zatažen. Oba systémy SCS pak zajistí dočasné spojení, než dojde k přitažení obou částí dohromady. V tu chvíli pak přijde ke slovu systém Hard Capture System, který se postará o definitivní pevné spojení obou těles.
Na aktivní i pasivní straně najdeme háky, které poskytují celkem 24 připojitelných bodů – každá strana disponuje 12 háky. Celkově se systém skládá ze zachycovacího prstence, vodících ploch, magnetů, mechanických západek a senzorů. Prvním prvkem, který zajistí kontakt obou těles jsou vodicí plochy, které se automaticky postarají o eliminaci bočních pohybů, ale také vyřeší drobné odchylky v orientaci přilétávající lodi. Systém SCS pak srovná oba dokovací prstence tím, že zatáhne vysunutý systém pro měkké zachycení.
Díky tomu bude zajištěno, že systém pevného spojení (Hard Capture Interface) bude správně zorientován, aby mohlo dojít k pevnému spojení. O něj se postarají háky na aktivní, či pasivní straně, případně na obou současně. Díky západkám těchto háků jsou k sobě obě tělesa pevně přitlačena a je zajištěno mechanicky odolné spojení. Jelikož systém NDS podporuje spojení těles při nízkých rychlostech, je možné jej využít i pro připojování lodí pomocí robotické paže.
Zdroj: https://upload.wikimedia.org
Cesta k ISS ale nebyla snadná. Podle původních plánů měl být adaptér IDA-1 umístěn na přechodovém tunelu PMA v přední části modulu Harmony (Node 2), kam se připojovaly raketoplány. IDA-2 pak měl být na tunelu PMA, který míří z modulu Harmony do vesmíru, tedy od Země. Podle původních plánu měla adaptér IDA-1 vynést zásobovací loď Dragon při misi SpX-7, bohužel ale tento start postihla havárie. Ztracena byla raketa, loď a samozřejmě i náklad. Pozemní týmy proto po zvážení všech aspektů rozhodly, že IDA-2 bude vypuštěn jako náhrada za ztracený IDA-1 a bude umístěn na tunel na přední části modulu Harmony.
Z náhradních dílů, které zbyly po stavbě obou adaptérů vznikne adaptér IDA-3, který bude na ISS umístěn na tunelu, který z modulu Harmony míří od Země, tedy na místo, kde měl být původně uchycen IDA-2. Zatím se zdá, že by k jeho vypuštění mohlo dojít v roce 2017 v rámci mise SpX-14. Teď, když je na stanici alespoň jeden adaptér, je již jasné, že přípravy na zapojení pilotovaných soukromých lodí do zásobování ISS může pokračovat.
Zdroj: https://upload.wikimedia.org
Zdroje informací:
https://en.wikipedia.org/
http://spaceflight101.com/
Zdroje obrázků:
http://spaceflight101.com/dragon-spx9/wp-content/uploads/sites/98/2016/07/1075362_orig.jpg
http://spaceflight101.com/dragon-spx9/wp-content/uploads/sites/98/2016/07/7152491_orig.jpg
http://spaceflight101.com/dragon-spx9/wp-content/uploads/sites/98/2016/07/6200048_orig.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/ff/IDA_former_planned_locations_on_ISS.png
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/aa/IDA_planned_locations_on_ISS.png
Ta terminologie je trochu zavadejici. Mezinarodni standard je IDSS, ten definuje vsechny mechanicke, elektricke, opticke atd. parametry. Od nej se odvijeji, resp. na jeho zaklade si kazdy muze vyvinout svuj dokovaci prstenec, a je jedno jak bude postaven, dulezite je ze musi byt ve vsech bodech kompatibilni, tedy podle mezinarodniho standardu IDSS. NASA ten svuj pojmenovala NDS, pote co ho adaptovala z puvodniho projektu Boeingu. Ono se to vyvijelo delsi dobu pod ruznymi nazvy a specifikacemi (SIMAC, iLIDS).
IDA je pouze zkratka pro ten kus hardware, ktery predstavuje mezikus, resp. redukci-adapter mezi APAS a NDS(IDSS).
ESA vyviji svoji verzi IDSS kompatibilniho portu pod oznacenim IBDM.
A existuje ciste mechanicka pasivni varianta SCM, ktera je urcena vyhradne pro zachyceni, mechanicke spojeni dvou teles bez dalsich naroku. Byla namontovana napriklad na Hubbla a spekulovalo se, zda bude namontovan take na Webba kvuli mozne udrzbe.
Podle posledni revize D z roku 2015 ma IDSS definovane dva systemove konektory, v rezimu redundance, tedy zdvojeni vsech propojeni. Staci kdyz bude fungovat jeden konektor. Osazeni je pro elektricke potvrzeni propojeni, nekolik propoju pro dve napajeci soustavy 120V a 28V, 100Mbps/1Gbps Ethernet a nekolik komunikacnich portu Mil-Std1553. Plus nejake piny v rezerve pro budouci rozsireni.
Konektory jsou na vnejsim obvode, tedy v nehermetizovane casti, a propojuji se mechanicky pri zadokovani.
… btw tady je cely originalni dokument specifikace IDSS rev.D, je tam detailne popsany nejen elektricky spojovaci system, ale velka cast je venovana navadecimu a dokovacimu systemu.
http://www.internationaldockingstandard.com/download/IDSS_IDD_Revision_D_043015.pdf
Díky moc za informace!
Neni zac.
Btw se mi vubec nezda ten druhy obrazek, kde je popisovano pripojeni elektrickych obvodu ze systemoveho-spojovaciho konektoru dovnitr do hermetizovaneho tunelu. Ja o tom nejsem vubec presvedcen, podle me je to propojene na bocni stenu, kde se nachazi hrst konektoru, a do tech budou pripojeny kabely z ISS, co tam na nedavnych EVA natahali rucne od jinych uzlu.
Vubec ten koncept sundavaci elektroniky (treti obrazek), zasahujici do profilu prulezu, mi prijde podivny, mel jsem pocit ze tohle reseni uz bylo davno definitivne opusteno…
Nektere ty obrazky jsou rekl bych zavadejici, protoze zobrazuji nejaky historicky mezistupen. Ono je toho po netu hodne a ne vsude je to dobre popsano, koneckoncu to vsechno vypada vicemene stejne… 🙂
Čerpal jsem z článku na webu spaceflight101, který vyšel při příležitosti startu a považoval jsem jej tedy za aktuální.
…jedine, kde by davalo smysl protahovat kabely z dokovaciho konektoru NDS dovnitr, do spojovaciho tunelu, je varianta CDA, tedy adapter CBM-NDS, ktery se planoval, ale byl opusten ve prospech zachovani obou PMA a konstrukce adapteru APAS-NDS. U CBM portu by to davalo smysl, protoze tam je ve vestibulu k dispozici veskera elektronika, elektrika i dalsi media, aby se daly zapojit do pevneho adapteru na NDS. Neumselo by se to dratovat zvenci po plasti stanice…
Dobrý článok, ako vždy. Až sa bojím, že to bude rutina☺
Mám však otázku na tvar „Docking Portu“ PMA-2,-3. Prečo má tvar akoby „esíčka“, prečo je vyosený?
Po tom jsem pred nejakou dobou take patral, ale krome teorie, ze je to kvuli raketoplanu, aby se dobre vesel pri dokovani, a ostatni PMA udelali stejne aby se jim to nekomplikovalao (coz povazuju cele za pitomost 🙂 ) nikdo nic nevi. Same spekulace a zadna fakta.
Z hlediska mechaniky to nedava smysl, udelat jeden modul vyoseny, se vsemi problemy ktere to prinasi.
Jestli to nekdo vi, jsem desne zvedavej… 🙂
Ja mám teóriu že to je kvôli užším ruským modulom tak aby boli z jednej strany v rovine so širšími modulmi privezenými raketoplánmi a ostatné PMA len okopírovali tak ako píšeš 🙂
A tu je odkaz na fotku od ktorej sa odvodzuje moja teória :
http://www.logosinspace.com/images/NASA-Images/Unity%20Emblem/AZ%20Produced%20Unity%20Emblem%20on%20First%20US%20Module%20of%20International%20Space%20Station%20Attached%20to%20Russian%20Zarya%20Control%20Module%20Against%20Blackness%20of%20Space%20STS088%20600X400.jpg
To je hezka teorie, ale znas nejaky alespon trochu rozumny duvod, proc si takhle zbytecne komplikovat praci? K cemu je mit zrovna tenhle modul, resp. celou amerikou cast, z jedne strany v rovine?
Tak s tým dokovaním orbitera ma to tiež najprv napadlo a áno na fotkách vyzerá Shuttle zaparkovaný tým „najoptimálnejším“ spôsobom. Lenže proti hovoria, aspoň podľa mňa, dve drobnosti:
1. Ak by bol port v osi modulu, tak predná hrana nákladového priestoru je ďalej od hrany modulu, čím by sa defacto znížila možnosť kolízie ISS vs. STS.
2. Port v osi modulu = možnosť presunu dlhších telies do a z ISS. Aj keď predpokladám, že garniže tam asi nevozia (na to má Cupola trochu malé okná 🙂 ).
Upozorňujem však, že tieto dve moje domnienky sú číro-čírá špekulácia, takže ak vie niekto niečo viac budem len rád, ak sa to tu zverejní, nakoľko som si všimol, že niesom asi jediný, koho táto „anomália“ zaujala.
Podle vseho je to kvuli snazsimu pristupu robotickeho ramene do nakladoveho prostoru Shuttlu pri prevazeni rozmernejsich nakladu (viz http://orbiter-forum.com/showthread.php?t=29011).
A konkretni priklad kdyz na ISS „vezli“ vetsi naklad (Truss P1). Naklad:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b8/Shuttle_delivers_ISS_P1_truss.jpg
Offset: http://d2lupdnmi5p5au.cloudfront.net/i__srccff6424271d3efc34323dbe02f00deee_par368524434f7dae6266158a00606ccf12.jpeg
Samozrejme ty dva snimky neodpovidaji stejnemu letu, je to jen pro ilustraci u jakych pripadu to vyoseni mohlo pomoci.
Presne tak, dobre je to videt napriklad na rozdilu u dokovani u MIRu:
http://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/61526main_image_feature_189_jwfull.jpg
a u ISS:
http://scienceblogs.com/startswithabang/files/2010/09/destiny-shuttle_illus_s409.jpeg
Diky „esicku“ se usnadni pristup do nakladoveho prostoru.
Vzdyt je to uplne to same, hrana modulu je tesne za hranou prulezu… akorat na te fotce u Miru ma STS mnohem delsi pristupovy tunel a spojovaci port je umisten dal za kabinou…
Když jsem viděl tu redukci poprvé, tak jsem se zamýšlel také, proč je to tak.
Nejprve mi napadlo, že asi chtěli jednu stěnu hladkou (třeba pro snazší pohyb nebo nějaké vykládací rameno), ale pak z jiného pohledu se mi zdálo, že je to ještě více vyoseno.
Jediný důvod, který mě napadl, že potřebují to prostorově uspořádat pro současné připojení dvou lodí (když vyosí PMA3, musí i PMA1, aby se lodě vzhledem ke svému průměru vešly) a omezují je i některé stávající konstrukce na modulu USlab.
Samotného by mě také zajímalo, zda je to nějaký vztah k historii nebo čistě praktická volba s ohledem k daným omezením.
…vlastně mě napadl ještě jeden důvod – kinetický (dokující loď není v ose, takže při chybě by mohla mít spíše tendenci se jako by odlamovat, a tedy mířit mimo moduly stanice, a tak snížit případné následky).
No a to je prave ten problem, kteremu nerozumim. Rusko/americka cast je propojena pres sikmou PMA tak, ze je americka vyosena dolu, k nadiru. Nasleduje cela americka cast ve sve vlastni ose a na konci je dalsi PMA, take vyosena dolu k nadiru. Takze cele to soulodi je ve trech paralelnich osach, co to musi delat pri zadokovani a nebo pri motorickem zvysovani orbity… jiste ze to bude v toleranci, ale jsou to sily navic, se kterymi je treba pocitat.
Mimochodem puvodne se mely delat adaptery CBM-NDS, takze by se PMA vyhodilo a vysledek by byl v ose. Z financnich duvodu vyslo zrejme levnejsi a jednodussi udelat adapter APAS/NDS, takze PMA zustaly. Ale zadny konkretni duvod k tomu neni, jen ze tam historicky byly k dispozici.
…aha, já jsem si neuvědomil, že se vlastně jenom mění zakončení těch tubusů pocházejících z předchozí éry, neboť se o tom mluvilo jako o novém spojovacím zařízení na Node 2 (což sice je, ale jen jeho konec).
Teď alepoň pěkně pasují čísla. IDA 2 bude na PMA 2 a u IDA 3 obdobně.
O kolik se připojením IDA 2 prodlouží ISS? Budou se muset přepsat údaje na Wikipedii a dalších webech o rozměru ISS. 😀
Pár desítek cm maximálně:-)
IDA ma kolem metru… 🙂
Konkrétně 110 cm. Svým komentářem jsme jen chtěl říct, že to rozhodně nebudou výrazné změny 🙂