Целевая машина Аджены

Целевой автомобиль Gemini-Agena

Производитель	Локхид Самолеты Макдоннелл Самолет
Страна происхождения	Соединенные Штаты
Оператор	НАСА
Приложения	Стыковочная цель Космический буксир
Технические характеристики
Стартовая масса	18 030–18 100 фунтов (8 180–8 210 кг)
Сухая масса	4012–4085 фунтов (1820–1853 кг)
Размеры	Диаметр 5 футов (1,52 м) 26 футов (7,92 м) в длину
Власть	Батареи
Оборудование	Руководство Электроника управления полетом Телеметрия Команда Отслеживание Наддув топлива
Производство
Статус	Ушедший на пенсию
Построен	7
Запущен	7
Неуспешный	3
Первый запуск	25 октября 1965 г.
Последний запуск	11 ноября 1966 г.
Связанный космический корабль
Получено из	Агена-Д
Производные	Адаптер для стыковки дополненной цели
Летал с	Близнецы

Автомобиль -мишень Agena ( / ə ˈ dʒ iː n ə / ; ATV ), также известный как Автомобиль-мишень Gemini-Agena Target Vehicle ( GATV ), был беспилотным космическим кораблем, использовавшимся НАСА во время программы «Джемини» орбитального космического сближения и стыковки для разработки и отработки методов . и выполнить большие орбитальные изменения в рамках подготовки к программы «Аполлон» . лунным миссиям Космический корабль был основан на Lockheed Aircraft компании разгонной ступени ракеты Agena-D , оснащенной стыковочной мишенью производства McDonnell Aircraft . Название «Агена» произошло от звезды Бета Центавра , также известной как Агена. Комбинированный космический корабль представлял собой цилиндр длиной 26 футов (7,92 м) и диаметром 5 футов (1,52 м), выведенный на низкую околоземную орбиту с помощью «Атлас-Агена» ракеты-носителя . При запуске он нес около 14 000 фунтов (6 400 кг) топлива и газа. и имел полную массу при выходе на орбиту около 7200 фунтов (3300 кг).

ATV для Gemini 6 потерпел неудачу при запуске 25 октября 1965 года, что побудило НАСА разработать резервную копию: адаптер для стыковки с дополненной целью (ATDA), меньший космический корабль, состоящий из стыковочной цели с двигательной установкой управления ориентацией , но без орбитальной системы Agena. поменяй ракету. ATDA использовался один раз на Gemini 9A после второго неудачного запуска ATV 17 мая 1966 года, но не смог использоваться в качестве стыковочной цели, поскольку его стартовый кожух не отделился.

Операции

Ракета Atlas-Agena -носитель выводит GATV-5006 на орбиту для миссии Gemini 11 .

Каждый вездеход состоял из верхней ступени ракеты на основе Agena-D, построенной Lockheed Aircraft , и стыковочного адаптера, изготовленного McDonnell Aircraft . Agena была запущена со мысе Кеннеди на стартового комплекса 14 на ракете-носителе Atlas , построенном подразделением Convair компании General Dynamics . Первый ожог Аджены произошел вскоре после сброса оболочки и отделения от Атласа над Атлантическим океаном . Над островом Вознесения второй взрыв выведет «Агену» на низкую круговую орбиту.

космический корабль McDonnell Gemini будет запущен со стартового комплекса 19 Через 90 минут . Оба отсчета будут идти параллельно и требуют тесной синхронизации. «Джемини» встретится и состыкуется с «Адженой», как только «Джемини» выйдет на первую орбиту ближе к концу программы. Gemini 11 из Ричард Ф. Гордон-младший сравнил стыковку с Agena с дозаправкой в ​​воздухе :

Выстраиваетесь в ряд, может быть, в пяти-десяти футах от вас. И если все выглядит хорошо и вы совмещены со стыковочным конусом, все, что вам нужно сделать, это добавить немного тяги с помощью контроллера поступательного движения . А если кажется, что вы едете слишком быстро, вы немного сбавляете скорость с помощью контроллера поступательного движения. И так же, как при дозаправке в воздухе, вы сделали все это, используя только старое глазное яблоко Mark-VIII.

После пристыковки астронавт на правом сиденье мог управлять двигателями и двигателями Аджены. Им предстояло запустить комбинированный космический корабль в стабилизированном режиме и провести ряд экспериментов:

• Использование системы ориентации Аджены для стабилизации комбинации, что сэкономило топливо Джемини.
• Выезд в открытый космос для выполнения практических работ на панели инструментов. На последующих полетах потребовалось установить поручни, чтобы предотвратить чрезмерную нагрузку космонавтов.
• Обновление двигателя Agena для поднятия апогея космического корабля. Джемини-11 достиг рекорда в 739,2 морских миль (1369,0 км). Модифицированный двигатель Bell 8247 допускал до 15 перезапусков.
• Отстыковка, разматывание нейлонового троса длиной 50 футов (15 м) между капсулой и Адженой и полет в конфигурации « гантели » с Адженой под астронавтами, чтобы проверить гравитационное воздействие на устойчивость формации в неконтролируемом режиме. Этот метод теперь известен как стабилизация гравитационного градиента .
• Использование аналогичного троса и нескольких импульсов двигателей для вращения двух кораблей друг вокруг друга в качестве раннего испытания искусственной гравитации.
• После встречи со своим квадроциклом «Джемини-10» провел вторую встречу с квадроциклом с «Джемини-8» .

После отделения от соответствующих капсул «Джемини» целевые машины Аджены продолжали выполнять операции после миссии под контролем земли. Например, GATV 5003 после отделения от Gemini 8 прошел обширные системные испытания. Его главный двигатель запускался девять раз, и он выполнил 5000 команд, что превышает контрактные требования в 1000. Это позволило детально оценить его системы управления и связи. В конечном итоге аппарат был помещен на круговую орбиту распада длиной 220 миль (410 км; 250 миль), что облегчило его наблюдение во время миссии Gemini 10. Аналогичным образом, GATV 5005 выполнил три орбитальных маневра после отделения Джемини-10, включая корректировки для изучения температурных эффектов на различных орбитах и ​​выполнение 1700 команд, некоторые из которых были переданы с Джемини-10.

Первый аппарат-мишень «Джемини-Агена» (GATV) был запущен 25 октября 1965 года, когда астронавты «Джемини-6» ждали на стартовой площадке. Хотя «Атлас» работал нормально, двигатель «Агены» взорвался во время выведения на орбиту. Поскольку основной целью было сближение и стыковка, миссия «Джемини-6» была отменена и заменена альтернативной миссией «Джемини-6А» , которая встретилась (но не смогла состыковаться) с «Джемини-7» в декабре.

Расследование неисправности пришло к выводу, что она, скорее всего, была вызвана изменениями конструкции GATV по сравнению со стандартной ступенью Agena D. Конструкция Agena D позволяла перезапускать двигатель только один раз, тогда как GATV приходилось перезапускать пять раз. В то время как стандартная Agena D сначала закачивала окислитель в камеру сгорания, а затем закачивала топливо, GATV был модифицирован так, чтобы делать обратное, поскольку обычный метод запуска имел тенденцию к утечке окислителя. Хотя это не будет проблемой для Agena D с его однократным перезапуском, GATV с несколькими перезапусками в конечном итоге потеряет весь свой окислитель до того, как срок службы ступени (который будет длиться недели, а не часы) может быть завершен. К сожалению, закачка топлива в камеру сгорания сначала вызвала обратный взрыв двигателя и его разрушение от механического удара. Выяснилось, что инженеры Lockheed не протестировали GATV должным образом, чтобы устранить эту проблему (он был испытан на моделируемой высоте 21 миля, тогда как фактический запуск двигателя Agena должен был произойти на высоте около 75 миль). Решением проблемы стал переход на обычный запуск двигателя с окислителем, а также испытания ГАТВ в соответствующих условиях. Bell Aerosystems, производителю двигателя Agena, также было поручено провести дальнейшие наземные испытания.

Адаптер для стыковки дополненной цели

ATDA на орбите, вид с корабля Gemini 9A.

После провала первого GATV НАСА поручило Макдоннеллу разработать резервную стыковочную мишень без ракеты Lockheed Agena - адаптер стыковки дополненной мишени. (АТДА). Он состоял из стыковочного воротника Gemini и двигательной установки управления ориентацией , основанной на системе управления повторным входом Gemini. ATDA имел длину 10,9 футов (3,3 м) и массу 1750 фунтов (794 кг). Было поднято несколько вопросов о совместимости ATDA с ракетой-носителем Atlas, поскольку она имела гораздо меньшую массу, чем GATV, что потенциально нарушало аэродинамику ракеты-носителя и калиброванные настройки. Однако Convair заверила Макдоннелла, что с ракетой-носителем не возникнет никаких технических проблем.

Вторая неудача при запуске GATV произошла 17 мая 1966 года, когда астронавты «Джемини-9» Том Стаффорд и Юджин Сернан сидели на своей площадке в ожидании запуска. «Атлас-Агена» плавно поднялся в облачное небо и исчез из поля зрения около Т+50 секунд. Незадолго до отключения ускорительного двигателя (BECO) офицер управления наведением объявил, что потерял связь с ускорителем.

Телеметрия показала, что постановка Аджены произошла по расписанию в Т+300 секунд. Аджена продолжала передавать сигналы до Т+436 секунд, когда вся телеметрия прекратилась. Скрытый за облаками двигатель Атласа B-2 резко повернулся вправо, начиная с Т + 120 секунд, и остался неподвижным в этом положении, развернув ракету-носитель на 216 ° и отправив ее обратно к мысу Кеннеди. Это вращение сделало невозможным захват наземного наведения. Радиолокационные станции на Багамах отследили его движение на север и снижение. После BECO устойчивость автомобиля постепенно восстановилась, однако он отклонился примерно на 231 ° от намеченной траектории полета. Оба корабля погрузились в Атлантический океан на расстоянии 107 морских миль (198 км) вниз. Двигатель Agena не активировался, поскольку не были достигнуты необходимая высота и скорость, что не позволило системе наведения послать команду на запуск. Хотя точная причина потери управления подвесом двигателя не была установлена, телеметрия показала, что в цепи выходного командного сигнала сервоусилителя произошло замыкание на массу, что могло быть вызвано криогенной утечкой в ​​секции тяги. Подтверждением этой теории послужили аномально низкие температуры в секции тяги, начиная с Т+65 секунд. Источник криогенной утечки не установлен. Потеря блокировки на земле не позволила передать на Атлас нормальные сигналы выключения двигателя; BECO генерировался резервным акселерометром, SECO - при Т+273 секундах из-за истощения LOX, а VECO и Agena - резервной командой, сгенерированной программистом ракеты. За исключением системы управления полетом, все системы «Атласа» работали исправно.

Хотя Convair взяла на себя ответственность за неудачный запуск, инженеры Lockheed выразили обеспокоенность по поводу данных телеметрии, которые указывали на отказ сервопривода в Agena, что привело к сомнениям относительно того, работала ли бы ступень должным образом, если бы Atlas не вышел из строя. Однако истинная причина неудачи всплыла, когда ВВС опубликовали пленку, снятую камерами слежения в Мельбурн-Бич, Флорида, на которой было видно, как Атлас перевернулся и направился вниз. Затем было установлено, что неисправность сервопривода Аджены была вызвана прохождением через ионизированный след выхлопных газов Атласа.

Запуск модифицированной миссии Gemini 9A был перенесен на 1 июня 1966 года с использованием ATDA. Однако кожух , защищавший стыковочный адаптер во время запуска, не отделился из-за неправильного закрепления шнуров скотчем. Gemini 9A был запущен 3 июня, и, находясь на орбите, экипаж заметил, что кожух ATDA частично открылся и Стаффорд описал его как «похожий на разгневанного аллигатора». Стыковка была невозможна, вместо этого был отработан маневр сближения.

Статистика полетов

Цель	Миссия Близнецов	Запущен	снова вошел	Идентификатор НССДК	Полная масса на орбите	Комментарии	Фото
ГАТВ-5002	Близнецы 6	25 октября 1965 г. 15:00:04 UTC	25 октября 1965 г. 15:06:20 UTC	ГЕМ6Т	Н/Д	Атлас-Агена взорвался во время запуска. Вместо этого «Джемини-6А» впервые встретился с «Джемини-7» .
ГАТВ-5003	Близнецы 8	16 марта 1966 г. 15:00:03 всемирное координированное время	15 сентября 1967 г.	1966-019А	7117 фунтов (3228 кг)	Состоялась первая стыковка, но вскоре миссия была прервана из-за застревания двигателя Gemini. Позже ATV использовался в качестве вторичной цели на «Джемини-10».
ГАТВ-5004	Близнецы 9	17 мая 1966 г. 15:12:00 UTC	17 мая 1966 г. 15:19:00 UTC	ГЕМ9ТА	Н/Д	Не удалось выйти на орбиту.
АТДА №. 02186	Близнецы 9А	1 июня 1966 г. 15:00:02 всемирное координированное время	11 июня 1966 г.	1966-046А	1750 фунтов (794 кг)	Никакой ракеты Аджена. Сближение прошло успешно, но стыковка не состоялась из-за отказа отделения кожуха.
ГАТВ-5005	Близнецы 10	18 июля 1966 г. 20:39:46 UTC	29 декабря 1966 г.	1966-065А	7236 фунтов (3282 кг)	Разгон Gemini на 10 до апогея 412 морских миль (763 км).
ГАТВ-5006	Близнецы 11	12 сентября 1966 г. 13:05:01 всемирное координированное время	30 декабря 1966 г.	1966-080А	7271 фунт (3298 кг)	Разогнал Gemini 11 до рекордного апогея в 739,2 морских миль (1369,0 км). Первая демонстрация искусственной гравитации, созданной в условиях микрогравитации.
ГАТВ-5001А	Близнецы 12	11 ноября 1966 г. 19:07:58 всемирное координированное время	23 декабря 1966 г.	1966-103А	7117 фунтов (3228 кг)	Нет апогея наддува из-за неисправного двигателя Agena. Провел эксперимент с тросиком.

В популярной культуре

Стыковка «Джемини -8» с «Адженой» была показана в эпизоде ​​1 «Можем ли мы это сделать?» HBO мини-сериала 1998 года «С Земли на Луну » и в биографическом фильме Нила Армстронга « Первый человек» 2018 года .

Стыковка «Джемини -8» с «Агеной» показана в короткометражной научно-фантастической драме «Темная сторона» , созданной nrgpix в качестве участника Лондонского фестиваля научной фантастики 2020.

Ссылки

Эта статья включает общедоступные материалы с веб-сайтов или документов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства .

Внешние ссылки

• Оценка испытаний систем целевой машины 5002 Gemini 6 / Agena (PDF) декабрь 1965 г.
• Автомобиль Gemini 6 Agena Target
• Agena Док-станция Gemini 8 с видео
• На плечах титанов, Проект «Джемини» , история НАСА