Формирование технико-эргономических требований к системе средств внекорабельной деятельности экипажа на поверхности Марса

• Автор: Бабкин, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 216 с. : ил.

Содержание

Принятые сокращения

Введение.

Глава 1. Отличительные особенности и преемственность в развитии

внекорабельной деятельности

1.1. Условия для внекорабельной деятельности на поверхности

Марса и требуемое вспомогательное оборудование.

1.2. Техническая декомпозиция взлетнопосадочного комплекса

как базы для деятельности марсонавтов

1.3. Анализ модели обеспечения эффективности орбитальной

внекорабельной деятельности космонавтов.

1.4. Целевой подход к постановке задач исследования.
Выводы.
Глава 2. Математическое моделирование деятельности марсонавтов на
различном удалении от взлетнопосадочного комплекса
2.1. Структура системы планетной внекорабельной деятельности и комплекса математических моделей деятельности экипажа на
поверхности Марса
2.2. Математическая модель готовности и оценки эффективности
исследовательской работы марсонавтов.
2.3. Математическая модель перемещений и разгрузки
марсонавтов с использованием мобильного модуля поддержки
2.4. Математическая модель перемещений пилотируемого
марсохода.
2.5. Метод анализа иерархий в оценке средств деятельности
марсонавтов
Выводы
Глава 3. Исследование и отработка компонентов системы планетой внекорабельной деятельности экипажа на поверхности
3.1. Экспериментальный анализ фактора рабочею
позиционирования марсонавта.
3.2. Экспертиза современных приспособлений, адаптированных к
скафандру, на пригодность к деятельности марсонавтов.
3.3. Экспериментальная оценка номенклатуры целевых задач и операций с оптимизацией маршрутов перемещений марсонавта. 4 3.4. Адаптация математической модели орбитальной
внекорабельной деятельности к условиям гравитации.
Выводы.
Глава 4. Направления по использованию результатов работы для принятия инженерных решений и формирования элементов
концепций
4.1. Разработка техникоэргономических требований к научной аппаратуре и приспособлениям для ареологических исследований на
поверхности Марса
4.2. Разработка мероприятий по управлению внекорабельной
деятельностью марсонавтов
4.3. Положения концепции группировки средств инструментальной поддержки экипажа в составе экспедиционного
комплекса
4.4. Положения антропоцентрической концепции взлетно
посадочного комплекса .
4.5. Положения концепции целевого опережения для фактора
квалификация марсонавта
Выводы.
Заключение
Список использованной литературы


В настоящее время имеются точные данные об изменении температуры на протяжении ,6 ч марсианских суток. Анализ основных составляющих климатических условий проводился по данным метеонаблюдений СА «Викинг» в летнее время, осредненных на основе вывода о высокой повторяемости суточных ходов температуры, ветра и атмосферного давления. Для суточного хода скорости ветра по данным СА «Викинг» за марсианских суток (рис. Рис. Годограф вектора горизонтальной скорости ветра. В работе [] отмечается что, «преобладание южного ветра обусловлено влиянием крупномасштабной топографии в районе посадки СА «Викинг». Температурный суточный режим с точки зрения вариаций, но не абсолютных значений типичен для условий земной пустыни (рис. Рис. Осредненный по данным СА «Викинг» за марсианских суток ход суточной температуры атмосферы. Рассмотренные факторы можно оценить как благоприятные для работы марсонавтов. Наличие силы тяжести на Марсе, а она составляет % от уровня земной гравитации и вдвое превышает лунный уровень, значительно усложняет задачу создания скафандра, позволяющего обеспечить продуктивную деятельность и необходимую подвижность. В работе [] предлагается рассмотреть возможность планирования отдельных «выходов» в ночное время, тогда, в условиях повышенного излучения из-за солнечных вспышек и невозможности создать эффективную противорадиационную защиту в составе скафандра, защитой может служить сама планета. Представленные на сайте ЫАБА фотографии позволяют сделать вывод о том, что Марс, даже в светлое время суток, представляет крайне неблагоприятную для освоения территорию (рис. Рис. Марсианский ландшафт в районе посадки СА «РайПпсЬг». В отличие от Луны, изрезанный рельеф Марса насыщен большими и нерегулярными по высоте и форме горными массивами, многочисленными горными пиками и каньонами. Самыми распространенными формами рельефа на изучаемой территории Марса являются кратеры разного размера, разделенные на две группы и четыре класса по степени выраженности в рельефе (рис. Рис. Следует отметить, что свежие, хорошо сохранившиеся кратеры встречаются лишь среди форм первого класса диаметром менее км []. Они представляют труднопреодолимые препятствия при перемещении марсохода. Максимальная крутизна внутренних склонов кратеров практически одинакова и достигает -°. Глубина кратеров уменьшается от 1-ого до 4-ого класса. Анализ распространенности кратеров различных морфологических классов (рис. Рис. Зависимость относительной распространенности кратеров различных морфологических классов, от величины их диаметра. Приведенные данные могут рассматриваться как граничные условия для оптимизации маршрутов перемещений по поверхности Марса. Фотометрические профили планеты в ближней инфракрасной области спектра показывают что пылевой осадок самой мощной бури не превышает нескольких милиметров, а размер частиц в пылевых облаках колеблется в пределах до мкм. Таким образом, можно предположить, что операции на поверхности Марса будут проходить при наличии большого количества мелкой пыли и вероятной возможности пыльных бурь на поверхности планеты, что создает проблемы повышенного износа снаряжения марсонавтов. При планировании внекорабельной деятельности, важным препятствием может оказаться наличие ветра с ожидаемой скоростью м/с и порывами во время бури до м/с [, с. Хотя на Марсе ветер не создает столь больших сил, препятствующих движению, как это имеет место на Земле, но резкие порывы ветра влияют на равновесие и в сочетании с большим количеством пыли, создают трудности в поддержании комфортных тепловых условий (возможно изменение расчетных характеристик теплосъема СК). Ранее в программе "Аполлон" использовались следующие два варианта подобных устройств: простая тележка, которую по поверхности Луны толкал сам астронавт, передвигающийся во время внекорабельной деятельности, а также управляемый вручную луноход, который перевозил астронавтов с оборудованием по Луне. Толкаемая вручную тележка была крайне неудобна при транспортировке во время внекорабельной деятельности (рис 1.