ГСО НЕТ? А если найду? Разбираемся в буквах на экране пульта российского космического корабля

Если вы смотрели трансляции пусков российских кораблей, их стыковки с МКС, выходы в открытый космос, то картинка ниже вам наверняка запомнилась: это вид экрана, который видят космонавты и операторы ЦУПа во время стыковки и отстыковки корабля от МКС. Изображение на нем загораживают какие-то непонятные аббревиатуры и цифры: ДУС 131, ИН: ТЕСТ ДПС, ГСО НЕТ и тому подобное. Мы обязательно увидим подобные кадры, когда модуль «Наука» будет стыковаться с МКС. Давайте разберемся в том, что все эти буквы значат.

Пульт управления космическим кораблем называется «системой отображения информации», СОИ (спойлер: в этом тексте будет ОЧЕНЬ МНОГО аббревиатур). Это такая панель со множеством тумблеров, ручек, кнопок и экранов, перед ней сидят космонавты в «Союзах». Самый первый пульт — СОИ «Сириус-7К» — был сделан еще в 1963 году для лунного корабля, который позже превратился в «Союз».

В его современной модификации — «Нептуне-МЭ» — перед креслами командира и бортинженера находятся два жидкокристаллических дисплея. Это интегрированные пульты управления ИнПУ-1 и ИнПУ-2. На них может выводится самая разная информация — от состава атмосферы в отсеках корабля до навигационных данных и сообщений об аварии носителя.

Во время стыковки, расстыковки и маневров рядом со станцией на эти экраны выводится изображение с навигационной камеры а, поверх него самые разнообразные данные. Космонавты, наблюдая за этим экраном, контролируют работу автоматики, чтобы в случае сбоя взяться за рукоятки ручного управления. Тот же экран видят в ЦУПе и космонавты на борту станции, которые стоят у пульта телеоператорного режима управления (ТОРУ).

Глядя на примерно такой же экран, контролируют в ЦУПе и на МКС стыковку и маневры беспилотных кораблей «Прогресс». На борту «Науки» тоже никого нет, поэтому примерно так же будет выглядеть и ее стыковка с модулем «Звезда».

В ранних версиях этого интерфейса отображалось только перекрестие, позже появлялись разные специальные режимы для работы с разными типами системы сближения и стыковки «Курс». Например, есть отдельный режим для европейского грузового корабля ATV (который тоже пользуется «Курсом») — англоязычный.

Изучать экран лучше всего начиная с левого верхнего угла. Там вы всегда будете видеть букву Ф и число. Это указание на то, какой именно «формат» — тип экрана — сейчас отображается. Форматов несколько десятков, например, Ф1 предназначен для настройки системы. Нас сейчас интересуют Ф42 и Ф44: первый называется «динамика», второй «сближение».

Формат 42

Ф42 используется, когда корабль (или модуль) маневрирует или меняет ориентацию в пространстве. Именно в таком состоянии находился модуль «Наука» после отделения от третьей ступени ракеты «Протон-М», и кадр с экрана Ф42 попал в трансляцию «Роскосмоса», напугав некоторых из нас зловещими буквами ГСО НЕТ:

В правом верхнем углу, после символов Т= отображается бортовое время (обычно это ДМВ, это есть декретное московское время).

Под форматом отображается РЕЖИМ. Их всего бывает три, они сообщают о том, в какой системе координат сейчас ведется навигация. ОСК, который вы видите на экране выше, это «орбитальная система координат». Она привязана к положению корабля на орбите, то есть «нули» всех трех осей находятся в центре масс корабля, горизонтальная ось направлена по касательной к орбите. Еще бывает ИСК (инерциальная система координат, используется в ходе полета) и ЛСК, лучевая система координат — на нее корабль переключается для стыковки, в ней оси ориентированы по положению антенн системы автоматической стыковки «Курс».

Справа, под временем, видна аббревиатура ГСО — это «готовность систем ориентации». Сейчас, как видно на экране, она не готова. Когда она включится, там могут появится числа — номера режимов готовностей. Например, ГСО-1 возникает, когда раскрутились гироскопы системы навигации, ГСО-2 — когда система навигации приведена в орбитальную систему координат.

Под ГСО указано состояние ДУС — датчиков угловых скоростей, они же иногда именуются БДУС (бортовые датчики угловых скоростей). Еще ниже — информация о состоянии инфракрасных датчиков вертикали (ИКВ), которые «видят» тепловое излучение Земли. Они необходимы для построения ОСК (если вы уже забыли, то это орбитальная система координат, один из типов РЕЖИМа). Сверху в середине обозначен режим работы ИКВ — MF=2 (в данном случае это режим подстройки зеркал).

По центру экрана — данные о положении и движении корабля.

• V в правой половине экрана обозначены компоненты скорости;
• L — это компоненты кватерниона ориентации, то есть угловые скорости вращения;
• Ωx, Ωy и Ωz обозначают компоненты угловой скорости вращения относительно луча зрения;
• Буквами G обозначен текущий расход топлива;
• ТВЦ обозначает время, прошедшее с момента включения нынешнего РЕЖИМа.

В правом нижнем углу — буквы ИН (инструкция) и ее текст. ИН: ТЕСТ ДПС значит, что идет тест двигателей причаливания и сближения.

BR левее — ячейка Бранца, названная в честь математика Владимира Бранца, это отведенное на операцию количество топлива.

Формат 44

Однако во время сближения и стыковки место Ф42 займет Ф44, «сближение».

Он включается на дистанции примерно в 300 километров, когда антенны «Курсов» станции и корабля ловят сигнал друг друга и начинают обмениваться данными о положении в пространстве. В этот момент на экране возникает надпись «захват».

Слева от сообщения о захвате указано, какой именно режим сближения (СБ) реализуется: СБ- 2 ИМП это двухимпульсный режим, то есть с двумя включениями двигателя.

Правее от СБ горит ЛСК — это значит, что включен режим лучевой системы координат, привязанной к антеннам «Курса». Правее уже знакомые нам время и ГСО. Под ними очутились Ωx, Ωy и Ωz, которые все еще обозначают компоненты угловой скорости вращения относительно луча зрения. КУРС 1 чуть указывает, какой из двух комплектов системы «Курс» работает сейчас (на «Союзе» их два).

Нижние строчки этого формата указывают два критически важных параметра: ρ сообщает расстояние до цели, а ρ с точкой ниже — скорость сближения (производная по времени).

Корабли практически никогда не летят к станции напрямую, и не пытаются стыковаться к станции с лету — это слишком рискованно. Корабль выводят не точно на орбиту МКС, а чуть в стороне и ниже станции. Затем корабль выходит чуть вперед, а затем начинает маневр облета станции, медленно обходя ее сверху, чтобы выйти к нужному стыковочному узлу. На этом этапе на экране появляется надпись ОБЛЕТ:

Корабль облетает станцию, а затем начинает сближаться с нужным стыковочным узлом по прямой. В этот момент на экране появляется надпись ПРИЧАЛ.

Скорость в этот момент снижается до нескольких сантиметров в секунду (на фото выше она 11 см/c). Где-то в этот момент должна появиться надпись ССВП ГТ — это значит, что стыковочный узел готов. Время от времени на экране будет высвечиваться надпись ВКЛ ДПО — это срабатывают двигатели причаливания и ориентации.

Система «Курс» (или космонавты) должны с очень точно рассчитанной скоростью вести корабль к станции, удерживая мишень рядом со стыковочным узлом точно в центре перекрестия.

Наконец, когда мишень занимает почти весь экран, происходит КАСАНИЕ стыковочных агрегатов корабля (или модуля) и станции. В этот момент, в частности, датчики угловых скоростей переключаются в индикаторный режим (о чем и говорит надпись ИНД РЕЖ), то есть они не могут выдавать управляющие импульсы в систему.

В первые секунды после касания щуп стыкующегося корабля должен попасть в захват (для этого, собственно, и нужно было вести совместить перекрестие с мишенью) — пока это происходит, на экране горит слово СЦЕПКА. Оно же продолжает гореть, пока идет стягивание корабля и станции. Затем срабатывают крюки стыковочного узла, которые уже намертво пристегивают корабль к МКС.

Посмотрим завтра, как «Наука» будет стыковаться к МКС, а пока полюбуйтесь, как корабль «Прогресс» порхал вокруг станции в 2017 году.

P.S. Если вы сами хотите попробовать порулить кораблем «Союз», то для вас энтузиасты космонавтики написали программу-симулятор (правда для того, чтобы ее запустить потребуется DosBox и некоторые ухищрения).