Высадка на Луну с промежуточным посещением окололунной станции LOP-G

Проект Роскосмоса высадки на Луну 2015 года

В 2015том году Роскосмос опубликовал схему экспедиции на Луну в которой использовалась схема с раздельным запуском пилотируемого корабля и лунного посадочного аппарата и их разгонных модулей.

Двухпусковая схема полета к лунной орбитальной станции

Операции на Земной орбите

Запуск Федерации с космодрома Байконур

Запуск под управлением kOS программы "launchfederation". Время выведения на низкую околоземную орбиту - 9 минут. чеклист: экипаж, ЦУП

Запуск разгонного блока КВТК в космодрома Восточный

Запуск под управлением kOS программы "launchangarа". Время выведения на низкую околоземную орбиту - 15 минут. Время запуска подбирается так, чтобы получить в итоге относительное наклонение с орбитой Федерации < 1°. чеклист: ЦУП

Стыковка на низкой земной орбите

• ЦУП с помощью утилиты Randevouz maneuther planner вырабатывает данные для маневров перехвата и рандеву. ЦУП
• Экипаж федерации выполняет маневры и в итоге должен оказаться на расстоянии ~5 километров от КВТК с относительной скоростью ~0 м\с. Чеклист экипаж, ЦУП
• Начинается сближение с скоростью 10 м\с. Чеклист экипаж
• На дистанции меньше 2 км включается интерфейс стыковки DPAI. Чеклист экипаж
• Ориентируясь по подсказкам DPAI выполняется стыковка.
• Если было касание, но не произошла стыковка. КВТК начал вращение. ЦУП
• После стыковки экипаж выключает двигатели Федерации, включает двигатель КВТК и передает управление на блок КВТК. Чеклист экипажа

Переход на орбиту полета к Луне с подъемом апоцентра в два этапа

• ЦУП, используя утилиту Mission Architect, рассчитывает время и величину импульсного маневра для отбытия к Луне ЦУП
• Один большой маневр разбивается на два и данные первого маневра передаются экипажу Федерации. Экипаж. Чеклист для выполнения маневров
• После выполнения первого маневра высота апоцентра должна составить ~42000 км.
• ЦУП уточняет параметры второго маневра с учетом выполнения первого и передает данные для финального маневра на борт Федерации.
• Экипаж выполняет маневр
• После выполнения второго маневра высота апоцентра достигнет лунной орбиты.
• ЦУП уточняет параметры орбиты и выдает данные для первой коррекции (если она будет нужна). Результирующая орбита относительно луны должна иметь наклонение 86°, долготу восходящего узла 148° перицентр относительно Луны (периселений) ~2000 км.
• Федерация и КВТК расстыковываются, Федерация отходит на 1 км от КВТК и там включается двигатель для придания ему второй космической скорости (чтобы избежать падения на Землю). Чеклист экипаж. Чеклист ЦУП

Операции на Лунной орбите

Выход на орбиту Луны

• ЦУП с помощью утилиты Rendezvous maneuver planner пытается рассчитать, возможно ли рандеву с лунной станцией прямо с пролетной орбиты. В этом случае переходим к следующему шагу. Если нет, то рассчитывается маневр для выхода на орбиту 2000х40000 км. ЦУП

Рандеву и стыковка Федерации с лунной орбитальной станцией

• ЦУП передает экипажу Федерации данные маневров для рандеву (только если не удалось это сделать на этапе выхода на орбиту Луны). Инструкция для ЦУПа
• После выполнения маневров Федерация должна оказаться на расстоянии 20-30 км с относительной скоростью 0 м/c.
• Сближение рекомендуется вести со скоростью 20 м/c.
• Стыковка выполняется с помощью интерфейса DPAI на фронтальный стыковочный узел станции. Инструкция для экипажа
• После стыковки два члена экипажа переходят в лунный посадочный корабль Антарес, один остается на станции. Чеклист экипажа

Полет на низкую лунную орбиту в Антаресе

• Проматывается время пока станция не окажется в районе своего перицентра.
• Антарес отстыковывается от станции и уводится на расстояние ~5 км от станции. Чеклист экипажа
• ЦУП вырабатывает данные для маневров перехода на низкую лунную орбиту и передает их на борт Антареса. Инструкция ЦУП
• Экипаж Антареса выполняет маневры и оказывается на орбите 60x100 км.

Высадка на поверхность Луны

• По достижении заданного положения на низкой лунной орбите запускается kOS программа посадки "moonland".
• Программа снижения завершает работу на высоте ~2 км над лунной поверхностью с вертикальной скоростью 10 м/с. Инструкция по посадке
• Командир экипажа выбирает подходящее место для посадки и выполняет ее. | Чеклист экипажа.

Выход с поверхности Луны на низкую лунную орбиту

• Взлет с поверхности Луны осуществляется под управлением kOS программы "moonlaunch". | Чеклист экипажа
• После завершения программы влзетная ступень выводится на орбиту 30х50 км.

Рандеву и стыковка взлетной ступени Антареса и лунной орбитальной станции

• ЦУП вырабатывает данные для маневров рандеву Антареса и лунной орбитальной станции и передает их на борт. Инструкция ЦУП
• После выполнения маневров Антарес должен оказаться на расстоянии 20-30 км от станции с относительной скоростью 0 м/с.
• Сближение со станцией проводится со скоростью 20 м\с Инструкция экипажа
• Стыковка совершается с помощью DPAI на боковой стыковочный порт станции. Инструкция экипажа

Возвращение на Землю

Ожидание пускового окна для возвращения на Землю

• В зависимости от качества работы ЦУП, у Федерации может остаться разный запас топлива. Если он ниже 600 м\с, необходимо дозаправить ее от баков станции.
• С помощью Mission Architect ЦУП ищет подходящее пусковое окно с учетом оставшегося запаса топлива. Ожидание может занять 5-6 или больше витков станции вокруг Луны (до двух земных недель). Инструкция ЦУП

Отстыковка Федерации от лунной орбитальной станции

• Перед отстыковкой надо убедиться что все члены экипажа находятся в Федерации, запасы топлива достаточны для выполнения маневра отбытия к Земле, а запасы СЖО достаточны для перелета.
• После отстыковки Федерация уводится на 4-5 километров от станции. Чеклист экипажа

Переход на орбиту возвращения к Земле

• Экипаж Федерации выполняет маневр отбытия к Земле
• ЦУП уточняет параметры орбиты Федерации и выдает данные для маневра коррекции.
• Результирующая орбита должна иметь высоту перицентра над поверхностью Земли (перигей) 50-55 км.

Разделение возвращаемого аппарата и сервисного блока Федерации

• 1 час до перигея экипаж производит разделение спускаемого аппарата и сервисного блока. Чеклист экипажа

Вход в атмосферу и управляемый полет для гашения ~4 км\с скорости

• Двигаясь в атмосфере в режиме снижения, поддерживая достаточный угол атаки с помощью своих двигателей ориентации, спускаемый аппарат гасит часть своей скорости и выходит из атмосферы (высота орбиты 40х100). Чеклист экипажа

Повторный вход в атмосферу и посадка

• Повторный вход в атмосферу завершается полным гашением орбитальной скорости в плотных слоях атмосферы. Чеклист экипажа
• Срабатывает тормозной парашют, затем основной
• сбрасывается теплозащитный щит и выпускаются опоры.