Конструкция космического корабля "Gemini"

Gemini

 

«Джемини» состоял из двух основных отсеков - возвращаемого модуля (ВМ) и агрегатного отсека (АО), известного также как адаптер, вспомогательный или переходный отсек. В них выделялись пять секций: радиолокатора, системы реактивного управления, экипажа, ТДУ и оборудования. Наибольший диаметр корабля был 3.05 м, длина - 5.79 м, стартовая масса - от 3226 до 3798 кг.

Космический корабль «Джемини» с кабиной астронавтов:

Функционально-технологическое деление на модули (двигательный, служебные отсеки и возвращаемая на землю капсула) обеспечивало рациональное выполнение программы полета, а также удобство изготовления и сборки. Только капсула имела герметичный корпус

Возвращаемый модуль с кабиной экипажа был аэродинамически подобен капсуле «Меркурий», хотя и больше ее по размерам: диаметр - 2.29 м, длина -3.53 м. Титановая гермокабина астронавтов находилась внутри секции экипажа и имела объем 2.26 м3. (в расчете на одного человека новый корабль был даже теснее "Меркурия", свободный обьем был до 1,6 м3.) Астронавты сидели рядом, но их кресла были «разведены» на 12°. В кабине размещались: приборная доска, органы управления и элементы системы жизнеобеспечения (пища, вода, система удаления отходов, дыхательные аппараты). Между креслами находилась ручка управления. В потолке кабины - два входных люка трапециевидной формы со встроенными в них плоскими трехслойными иллюминаторами. Эти же люки служили для выхода в открытый космос.

В отличие от «Меркурия», где вся капсула спасалась с помощью САС, на «Джемини» были применены катапультируемые кресла. Они обеспечивали спасение астронавтов на начальном участке полета и при посадке, заменяя запасной парашют. В кресло каждого астронавта были вмонтированы два баллона с аварийным запасом кислорода для дыхания при высотном катапультировании.

Если бы аварийная ситуация возникла на высоте более 21 км, экипаж мог отделить корабль от РН включением тормозной двигательной установки (ТДУ).

Атмосфера в кабине - чисто кислородная, с давлением 0.36 кг/см2 -очищалась от углекислого газа и запахов гидроокисью лития и активированным углем. Основной запас кислорода хранился в виде кипящей жидкости под давлением в баке секции оборудования АО, дополнительный запас - в баллонах кабины. Астронавты использовали в полетах скафандры трех разных типов. Все они выполняли функции аварийно-спасательных, а в скафандрах типа G4C астронавты также выходили в открытый космос. Во время длительного орбитального полета астронавты могли снять шлем и перчатки, а скафандр G5C можно было даже снять полностью. Номинальная температура в кабине была 26,6°С.

Схема спускаемого аппарата "Gemini":

1-герметичная капсула; 2-кресла астронавтов; 3- пульт и приборная доска; 4-отсек системы ориентации; 5-контейнер с парашютами; 6-радиолокатор для сближения на орбите; 7-бортовая аппаратура и оборудование; 8-теплозащитный экран.

Корабль «Джемини»:

1-радиолокатор;

2-парашютная система;

3-отсек системы ориентации;

4-катапультируемые кресла;

5-двигатели ТДУ;

6-секция ТДУ;

7-баки криогенных компонентов ТЭ;

8-секция оборудования;

9-двигатели ориентации.

 

Основное оборудование КК "Gemini":

1-контейнер с парашютной системой; 2-отсек системы ориентации; 3-катапультируемое кресло;4-тормозная двигательная установка; 5-секции агрегатного отсека; 6-блоки оборудования радиосистемы; 7-топливные баки ЖРД; 8-ЖРД ориентации; 9-насос хладагента; 10-бак с жидким кислородом; 11-бачок с питьевой водой; 12-топливные элементы; 13-блок приборного оборудования; 14-ЖРД маневрирования; 15-оборудование инерциальной системы наведения; 16-оборудование системы электропитания; 17-инфракрасные датчики горизонта; антенна радиолокатора.

Пища, разделенная на порции для разового приема, находилась в пакетах из алюминиевой фольги и полиэтиленовой пленки в ящиках рядом с креслами. Питьевая вода хранилась в бачке.

К днищу отсека экипажа на кольцевом фланце болтами крепился абляционный теплозащитный экран (на 4% тяжелее экрана капсулы «Меркурий») из кремнийорганического каучука, защищающий ВМ при входе в атмосферу.

Вся основная аппаратура в блочном исполнении размещалась вне гермоконтура кабины. Это облегчало ее обслуживание и замену на Земле, но охлаждение в полете представляло проблему: его нельзя было осуществить за счет конвекции атмосферы. Поэтому блоки были смонтированы на «холодные» платы, соединенные с космическим радиатором, роль которого играла боковая поверхность АО.

В качестве источника электроэнергии для «Джемини» при полетах дольше двух суток (до отделения агрегатного отсека) были выбраны два кислородно-водородных электрохимических генератора (топливные элементы, ТЭ) мощностью по 1 кВт, которые при равной емкости были легче серебряно-цинковых батарей. Из-за большой массы и размера ТЭ и систему криогенного хранения кислорода и водорода пришлось разместить в АО. Вода, образующаяся в этих элементах, служила так же и для питья.

Во время спуска с орбиты электропитание бортового оборудования ВМ обеспечивали четыре серебряно-цинковые батареи (ёмкостью по 45 А∙ч) в секции экипажа.

На «Джемини» стояла система инерциальной навигации в составе цифрового компьютера-вычислителя и стабилизированной платформы (три интегрирующих гироскопа и три маятниковых акселерометра).

Для управления движением на КК было установлено 32 ЖРД малой тяги, работающих на самовоспламеняющемся топливе (монометилгидразин + четырехокись азота). Удельный импульс ЖРД на этом виде топлива более чем вдвое выше, чем на перекиси водорода, применявшейся на «Меркурии».

16 двигателей тягой 100, 85 и 25 фунтов (45.4, 38.6 и 11.3 кгс) входили в систему ориентации и орбитального маневрирования OAMS и стояли на АО, а топливо (180-420 кг) хранилось в баках в секции оборудования.

Еще 16 двигателей тягой по 25 фунтов входили в систему реактивного управления RCS с отдельным запасом компонентов в передней конусной части аппарата. Эти задублированные ЖРД обеспечивали ориентацию и стабилизацию корабля в момент включения ТДУ и управление ВМ при спуске.

В ТДУ использовались четыре сферических твердотопливных двигателя тягой по 1140 кгс, включавшихся при сходе с орбиты последовательно. Для аварийного спасения на активном участке их можно было включить и одновременно. Секция оборудования сбрасывалась перед включением ТДУ, а секция ТДУ - после ее срабатывания.

Приемники и передатчики системы двусторонней радиосвязи находились в секции оборудования АО. Дублированная телеметрическая система обеспечивала скорость передачи данных -51.2 кбит/с.

Установленный в головной секции радиолокатор давал информацию по углам визирования, дальности и скорости сближения между кораблем и КА-целью в пределах от 360 км до нескольких метров, а также передавал радиокоманды с корабля на КА-цель. Радиолокатор работал в L-диапазоне частот (390-1550 МГц) с диаграммой направленности 25°. Антенна выполнялась в виде решетки из четырех спиралей и при выведении защищалась сбрасываемой крышкой.

КК снабжён инерциальной системой управления с собственными источниками   электропитания.   Масса инерциального измерит. блока 52,6 кг, бортовой ЦВМ 26 кг, ёмкость основной памяти 1,56∙105 бит. Дополнит, память (на магнитной ленте) имеет ёмкость 1,25∙107 бит.

Для сцепки «Джемини» с ракетой «Аджена» были созданы специальные стыковочные агрегаты, устраняющие эффект отдачи. Связка «корабль-ракета», образующаяся после стыковки, могла маневрировать в космосе.

По первоначальному плану предполагалось, что КК будет совершать планирующую мягкую посадку на сушу с использованием надувного крыла-параглайдера и выпускаемого лыжного шасси. Впоследствии из-за затягивания испытаний параглайдера от его использования отказались, и посадка выполнялась только на воду. Вначале на высоте 15.2 км развертывался тормозной (стабилизирующий) парашют диаметром 5.5 м, затем, на высоте 2.9 км, - вытяжной и, наконец, на высоте 2.7 км - основной, диаметром 25.6 м, обеспечивающий приводнение со скоростью 9 м/с.

«Джемини» осуществлял управляемый спуск в атмосфере с использованием подъемной силы, регулируемой посредством изменения угла крена. Необходимые команды вырабатывали бортовая система инерциальной навигации и компьютер.