Стыковка космического корабля с МКС

«Парковка по звуку» — не вариант, когда дело касается скоростей под 30 тыс км/ч. Сближение корабля с Международной космической станцией происходит по четкому сценарию, но даже в нем есть место для небольшой импровизации.

Ракета-носитель доставляет корабль на орбиту выведения примерно в 200 км над Землей. Он летит со скоростью 27 000 км/ч, чуть медленнее, чем МКС. Время запуска ракеты рассчитывают так, чтобы на момент стыковки станция была хорошо освещена и видна космонавтам.

Корабль поднимается выше с помощью маневра, известного как гомановский переход. Двигатель включается два раза. Первый импульс выводит аппарат на новую высоту по эллиптической траектории. Второй позволяет остаться на этой высоте и занять круговую орбиту.

Орбита фазирования (желтый) располагается на высоте примерно 300 км, скорость здесь равняется 27 800 км/ч, как у МКС. На этой промежуточной орбите корабль дожидается идеального расположения по отношению к станции. Говоря точнее, верного фазового угла.

Фазовый угол — это угол между орбитальными радиусами, на которых находятся станция и корабль. К примеру, если корабль летит прямо под МКС, угол равен нулю. Радиус орбиты фазирования меньше, чем орбиты станции, поэтому при равных линейных скоростях двух аппаратов угловая скорость корабля выше. Чтобы добиться идеального положения, достаточно просто подождать.

Дождавшись идеального фазового угла, корабль переходит на орбиту МКС (зеленый, приблизительно 400 км). Гомановский переход для этого недостаточно точен, поэтому используют другой маневр — биэллиптический переход с тремя включениями двигателя.

Корабль движется по орбите на 200 км/ч быстрее МКС, стремительно догоняя станцию. Чтобы избежать столкновения в случае неудачного торможения, корабль уводят чуть в сторону с помощью маневрового двигателя.

Когда до станции остается менее 200 км, корабль быстро разворачивается на 180 градусов и включает основной двигатель, чтобы затормозить. Сравняв скорость с МКС, аппарат разворачивается обратно.

За 180 км до станции радарная система «Курс» захватывает МКС. Маневровыми двигателями управляет компьютер, и стыковка проходит в полностью автоматическом режиме. Однако при необходимости командир может включить ручной режим и взять управление на себя.