El sistema de reacoplamiento automático ( ASPR ) es un sistema que forma parte de la estación orbital Mir , diseñado para reacoplar los módulos de destino amarrados al nodo central del compartimiento de transición de la unidad base a los nodos de acoplamiento laterales. También conocido en la literatura inglesa como Lyappa o Ljappa .
La unidad base, a partir de la cual se inició la construcción de la estación Mir, fue puesta en órbita el 20 de febrero de 1986. Consistía en: un compartimento de trabajo diseñado para la vida y el trabajo de la tripulación; compartimento agregado con una cámara de transición y una estación de atraque pasiva , en el que podrían amarrar barcos tripulados y de carga, así como módulos de modernización de destino equipados con una estación de atraque activa; compartimento de transición equipado con cinco estaciones de acoplamiento (una a lo largo del eje de la estación y cuatro laterales). El compartimento de transición, además de las funciones de atraque , sirvió como esclusa de aire para preparar a la tripulación para actividades extravehiculares [1] .
La aproximación a la nave espacial o al módulo de destino solo se puede hacer a los nodos de acoplamiento axial. Después de acoplarse con el compartimiento de transferencia, el módulo se movió del nodo axial a uno de los laterales usando un manipulador especial . Este sistema se denominó Sistema de Transferencia Automática (ASPR). El mismo sistema se utilizó para transferir módulos de un nodo lateral a otro, a través del central [2] [3] .
Un elemento fundamentalmente nuevo en esta operación fue el manipulador de reacoplamiento. A veces simplemente lo llamábamos "pata", que era más comprensible. Este brazo electromecánico, corto y poderoso, realmente parecía la pata de un oso siberiano, de ahí su nombre.VS Syromyatnikov [4]
En la literatura extranjera, el manipulador del sistema de acoplamiento automático y el propio sistema se denominan "Lyappa" o "Ljappa" [5] [6] . El mismo nombre también se aplica al sistema de reacoplamiento de módulos de la estación espacial china [7] .
El manipulador, que transfirió el módulo de destino desde la estación de acoplamiento central a la lateral, se instaló en el propio módulo de destino. Cada uno de los módulos, empezando por " Kvant-2 ", estaba equipado con su propio manipulador. Después de acoplar el módulo con el nodo axial, la cabeza de su manipulador se enganchó con uno de los dos enchufes del compartimiento de transición ubicado entre los nodos de acoplamiento laterales. Mientras aún estaba en la Tierra, el manipulador se instaló en el módulo en el lado izquierdo o derecho, según el nodo que se iba a volver a acoplar. El reacoplamiento se controlaba automáticamente, desde los sistemas del módulo. Si es necesario, el proceso de reacoplamiento también podría controlarse desde el MCC . El compartimento de transición de la estación durante el reacoplamiento, así como durante el atraque, era una parte pasiva del sistema [4] . El manipulador tenía dos bisagras que giraban en diferentes planos. Una bisagra retiró el módulo del nodo axial y lo llevó al nodo lateral, y la segunda bisagra giró hacia el nodo lateral deseado [8] .
La principal dificultad en la creación del sistema fue la necesidad de mover con su ayuda un módulo de veinte toneladas en relación con la unidad base que tenía aproximadamente la misma masa. Las velocidades de viaje se eligieron para que fueran pequeñas y se tomaron medidas para amortiguar y amortiguar las fuerzas de inercia y las vibraciones emergentes. El proceso de reacoplamiento tomó alrededor de 60 minutos y se llevó a cabo de forma completamente automática. El diseño del manipulador incluía reservas significativas en términos de resistencia y capacidades de absorción de impactos, que resultaron ser muy demandadas al acoplarse con los módulos de destino Mir Kvant-2 y posteriores que tenían dimensiones y peso mayores que el módulo Kvant , que fue el primero en acoplarse a la estación desde el compartimiento agregado lateral [4] . El recurso de manipuladores en cada módulo fue de 7 reconexiones [9] .
Otra característica del proceso de reacoplamiento fue que solo el axial y uno de los nodos laterales del compartimento de transición estaban equipados con conos de acoplamiento, que debían incluir el pasador del nodo activo, los tres nodos laterales restantes se cerraron con tapas planas. Esta decisión se tomó para aumentar el volumen interno del compartimento de transición, que al mismo tiempo servía como esclusa de aire durante las caminatas espaciales, el único en la estación antes de la instalación del módulo Kvant-2. Además, esto permitió aligerar un poco la unidad base, durante la cual se encontró un exceso significativo de la masa permitida durante la prueba. Como resultado, antes de cada reacoplamiento, los cosmonautas tenían que volver a instalar el cono de atraque en el nodo deseado, quitándole la tapa y despresurizando el compartimiento de transición. Esta operación fue, en esencia, una actividad extravehicular, aunque los cosmonautas no abandonaron la estación [2] .
La primera vez que se utilizó el sistema de acoplamiento fue durante la instalación del módulo de actualización Kvant-2 en la estación Mir . El "Kvant-2" se amarró al nodo axial del módulo de transición el 6 de diciembre de 1989 y el 8 de diciembre de 1989 se volvió a acoplar al nodo superior ("+Y") [10] . En junio de 1990, el módulo tecnológico y de acoplamiento " Kristall " [11] amarró a la estación y se volvió a acoplar al nodo inferior ("-Y") . En este estado, con dos módulos acoplados en lados opuestos del compartimiento de transición, la estación continuó volando hasta mayo de 1995. En mayo de 1995, el módulo Kristall se volvió a acoplar a través del nodo central a la derecha ("-Z") para liberar el nodo inferior para el módulo Spektr . Durante este procedimiento, el manipulador del módulo realizó 2 reacoplamientos (del nodo inferior al central y del central al derecho), entre los cuales los astronautas transfirieron el cono de acoplamiento lateral [12] . El 1 de junio de 1995, el módulo Spektr se amarró a la estación, que el 2 de junio se volvió a acoplar al nodo inferior [13] .
El manipulador Spektra se ha mejorado significativamente en comparación con los módulos anteriores para garantizar el movimiento a lo largo de una trayectoria compleja, que excluye el contacto del Kristall con los paneles solares Spektra durante el reacoplamiento. Se modificó el diseño del manipulador y su lógica de control para garantizar la rotación de las bisagras en dos planos simultáneamente [14] . El 10 de junio de 1995, el módulo Kristall, en el que se instaló la estación de acoplamiento APAS , se volvió a acoplar al nodo central para garantizar el atraque seguro del transbordador Atlantis ( misión STS-71 ) [15] . Fue imposible amarrar "Atlantis" a "Kristall" cuando el módulo se colocó en el nodo lateral debido al riesgo de dañar las estructuras de la estación. Después de completar el vuelo conjunto con Atlantis, el módulo Kristall fue devuelto al puerto de atraque del lado derecho. Para evitar más reacoplamientos, se hizo un compartimento de atraque adicional para el módulo Kristall , que garantiza el amarre seguro de los transbordadores cuando se encuentran en la estación de atraque lateral. Este compartimiento fue entregado a la estación por Atlantis en la misión STS-74 [9] . El 26 de abril de 1996, el módulo Priroda amarró a la estación y el 27 de abril se volvió a acoplar al nodo lateral izquierdo (“+Z”) [16] . En esta configuración, la estación funcionó hasta el final de su existencia. En total, los módulos hicieron 8 reacoplamientos, 5 de ellos - por "Crystal" y uno por cada uno de los otros tres [17] .
Nodos de acoplamiento del compartimento de transición de la estación Mir.
El estado final de la estación Mir
Esquemas de módulos de acoplamiento de la estación "Mir" ( Ing. )
En la estación espacial china Tiangong, para el reacoplamiento de los módulos experimentales " Wentian " y " Mengtian " a los nodos de acoplamiento laterales de la unidad base " Tianhe ", se utiliza un sistema similar al ASPR de la estación Mir, con manipuladores instalado en los extremos de los módulos de reacoplamiento [18] [19 ] .
Al instalar en los módulos ISS entregados por la nave espacial Space Shuttle , se utilizó el manipulador Kanadarm instalado a bordo de los transbordadores [20] . Para amarrar buques de carga no tripulados a la ISS se utiliza el manipulador Kanadarm2 , instalado en la propia estación y diseñado para diversos trabajos de mantenimiento [21] . Con la ayuda de Canadarm2, la primera versión de SpaceX Dragon se acopló a la ISS, las naves Cygnus y HTV se acoplan de la misma manera [22] .
Además, un sistema de acoplamiento desde el puerto axial a los puertos radiales similar a ASPR está disponible en el módulo ruso " Prichal " de la Estación Espacial Internacional [23] .