Soyuz MS

Espaçonave russa de transporte de tripulações

A Soyuz MS (pronuncia-se “Saiúz”, que significa “união” em russo) ou espaçonave 11F732A48, é a versão mais recente (MS= Modificatsiya Sistema, Sistemas Modificados) com sistemas melhorados, introduzida em 2016. O modelo MS possui um novo computador TsVM-101 e teve 36 instrumentos obsoletos substituidos por dezenove novos.

Espaçonave junto a um cosmonauta trajando um escafandro Sokol KV2

A nave Soyuz entrou em teste em 1966 e tornou-se operacional em 1967. Enfrentou diversos problemas nos seus primeiros anos, e nos anos 70 se confirmou como uma nave extremamente segura e confiavel, levando cosmonautas para todas as estações espaciais que a URSS e a Rússia construíram no espaço. A Soyuz (“União”, tal como em ‘União Soviética’; pronuncia-se “Saiúz”) é a nave espacial tripulada mais utilizada, e está agora em sua quinta década – com um total de missões comparavel ao somatório das Mercury, Gemini, Apollo e (quase) as missões shuttle. Houveram tambem vários de testes orbitais não-tripulados – e sabe-se que a Soyuz serve de base de pelo menos um tipo de satélite de fotorreconhecimento. Apesar de sua idade, a Soyuz continuarà em seu papel atual como um transportador de tripulações para a ISS, e foi adotado pela NASA como veículo de resgate provisório dessa estação espacial.

Desenho em CAD de uma espaçonave Soyuz; este veículo espacial tem 6,98 metros de comprimento, 2,72m de de diâmetro máximo e pesa cerca de 7.200 kg.
Este é o compartimento de descida da Soyuz, sem a carcaça externa de resina. Em amarelo o gabinete do paraquedas principal OSP. verde, janela 22,8 cm com vidro duplo (mais um extra ejetavel após a zona de plasma da reentrada, para deixar uma visao livre de sujeira – a resina degrada e suja as janelas durante a reentrada). Na seta vermelha. propulsores de guinada R1e R2 (do outro lado); O circulo azul mostra os propulsores de rolagem K1 e K1D e K2/K2D. O círculo vermelho mostra os motores de pouso suave DMP

A nave tem (desde 1971) 6,98 m de comprimento sem a vara de captura do sistema de acoplamento. O diâmetro maior é de 2,72m. O volume habitavel é de 10 m³, para um peso no lançamento, tipicamente, de 7.000 kg. A nave é formada por três módulos básicos. O compartimento habitável, ou Bitovoy Otsek – BO , o módulo de descida Spuskaemy Apparat – SA (a cápsula da tripulação) e o compartimento de trabalho e equipamentos (Priborno-Aggregat Otsek – PAO), com os motores e sistemas acessórios.
Geralmente o BO tem 1.224 kg, o SA, 3.000 kg, e o PAO, 2.654 kg. O exterior da Soyuz, exceto nos radiadores do PAO , é protegido pelo cobertor térmico verde EVTI – hoje em dia, é de cor cinza escura brilhante; A Soyuz é hermeticamente selada com pressao parcial de oxigênio de 184-263 mbar mantida por regeneração por cartuchos de superóxido de potássio e cilindros de lioh. Garrafas de oxigênio fornecem gás de emergência. O comandante é auxiliado pelo periscópio VSK-4 para a aproximação final, juntamente com duas câmeras externas de tv . O SA tem duas vigias de 20 centímetros de diâmetro, um de cada lado.

O diagrama mostra as forças aerodinâmicas quando a cápsula está se movendo em um ângulo de equilíbrio de ataque e posicionamento na reentrada na atmosfera: V – velocidade de vôo; R é a força aerodinâmica resultante (total); Y é a força de elevação; Q é a força de arrasto; N e T – forças normais e tangenciais, respectivamente (variante da decomposição da força total); M é o momento aerodinâmico; abal – ângulo de ataque de equilíbrio; P é o ângulo entre a força resultante e a linha das costas dos tripulantes; Ф é o ângulo da força total em relação ao eixo CA; Yt – deslocamento lateral do centro de gravidade; Xt e Xd – coordenadas longitudinais dos centros de gravidade e pressão; CG – centro de gravidade; CP – centro de pressão

As atualizações foram no Sistema de Controle de Vôo e Navegação, SUDN (Sistema Upravleniya Dvizheniem i Navigatsii), incluindo o ASN-K para navegação por satélite, que pode usar simultaneamente o GPS e o GLONASS. Faz medições de trajetórias sem depender das estações terrestres. O ASN-K tem quatro antenas, que estão matematicamente ligadas a um único sistema virtual, e fornece precisão de posicionamento dentro de cinco metros. O novo sistema é mais barato do que os similares estrangeiros;
O sistema Kurs-NA substituiu o Kurs-A. Para acabar com a dependência de fornecedores estrangeiros – no caso, a Ucrânia, novo Kurs-NA foi feito na Rússia. O Kurs-NA usa uma nova antena AO-753A, que assumiu a função de cinco antenas AKS nos modelos anteriores.

Este é o compartimento agregado de instrumentos do PAO da Soyuz. Gabinete selado com instrumentos

Entre os aparelhos que controlam a Soyuz em sua missão com a estação espacial estão o acelerômetro de seis eixos BILU (БИЛУ), o computador de administração de descida KS020-M (KC020-M) e o painel de controle “Neptun-ME”. O software (S) do KC020-M usa sensores e equipamentos de descida para controlar a reentrada na atmosfera. A sobrecarga máxima durante uma descida nominal não excede 4g; a exatidão de aterrissagem – não mais que 22 km do ponto original.
O modo principal da descida é feito na ordem de preferência: pela descida operada manual, descida balística automática e descida balística de reserva

Outra parte do compartimento agregado de instrumentos da Soyuz. Seção de transição de treliça aberta, com seis pontos de fixação com a cápsula, e nessa treliça os motores de atitude DPO

Para a comunicação entre a nave e a terra, foi instalado o sistema EKTS, que usa sinal de satélite.
O Sistema de Propulsão Integrado, KDU (Kombinirovannaya Dvigatelnaya Ustanovka), teve 28 propulsores de controle de atitude, os DPOs, modificados para fornecer redundância total nos dois circuitos de propulsão independentes. O motor principal é o S5.80 ‘Sblizhayushche-Korrektiruyushchaya Dvigatel’naya Ustanovka’ (SKD, ou motor de orientação e correção orbital).

Novos sensores de velocidade angular, os BDUS-3A, foram incluidos.
O sistema de controle de movimento e orientação, BUPO, (Blok Upravleniya Peremesheniem i Orientatsiei) foi substituído pela nova unidade de controle digital denominada Blok Upravleniya Rezervnym Konturom, BURK, ou Unidade de Controle de Circuito de Backup.

A nave espacial é composta por três compartimentos. O veículo de descida (ou cápsula) é a parte que retorna à Terra com a tripulação

A nave é equipada com um instrumento óptico que auxilia os pilotos em algumas fases do voo. O VSK-4 é um periscópio que tem um jogo de espelhos na extremidade. Na maior parte do voo, a visão é “reta” à frente. Sempre que for necessário dar partida nos motores, a orientação inicial em que a Soyuz é mantida é com o eixo longitudinal paralelo à superfície. O eixo do periscópio em si deve apontar para o solo. A configuração óptica é tal que o comandante, sentado no assento central, verá o globo inteiro simetricamente no campo de visão se a nave estiver corretamente orientada. Além disso, qualquer ponto geográfico na superfície da Terra passará de “cima” para “baixo” (ou de “baixo” para “cima” se o veículo estiver em posição de frenagem).

Conforme a nave se aproxima da estação espacial, o espelho é girado para que o comandante agora possa ver à frente. Esta é a visão que se usa para o alinhamento da espaçonave se for necessário pilotá-la manualmente.

As dimensões de uma Soyuz comparada a um automóvel

O Lazerny Skorostemer-Dalnomer, LSDK, telêmetro laser embarcado, foi instalado no exterior. O instrumento determina automaticamente a taxa de aproximação, com as medições realizadas a intervalos de 0,1 m.
Um novo sistema de posicionamento e comunicação, Rassvet-3BM, substituiu o anterior. Foi adicionado uma nova versão do sistema de TV digital, Klest-M; na parte elétrica, um novo sistema de energia reforçado (Sistema Elektropitaniya, SEP); Na cabine, o sistema de gravação e descida de aterragem SZI-P (Sistema Zapisi Informatsii); E na base do módulo de descida, uma versão mais recente do antigo Kaktus, o Kaktus-2V. A porta SSVP encaixe a bordo da Soyuz receberia motores elétricos de backup.
Foram feitas modificações no sistema de controle de movimento, SUDN; no SUBK; no sistema STR de comunicação; e no sistema de rendezvous de rádio, RTS.

Vista inferior da espaçonave.mostrado o periscópio e os sensores infravermelhos de horizonte

A NASA pediu que fosse instalada uma proteção extra sobre o compartimento de habitação BO (uma carcaça de alumínio de 2mm de espessura), chamada de DPM, para aumentar a segurança contra micrometeoritos. Os painéis solares foram modificados para gerar mais energia. O conjunto motor continuou sendo o KTDU-80, só que agora todos os propulsores de atitude são do tipo DPO-B.
Para lançar os Soyuz MS foi utilizado o foguete 11A511 nas versões FG (inicialmente) e o 14A14 Soyuz 2.1a, usado nos dias atuais.

Foguete Soyuz 2.1a ’14A14 2.1A’ usado para lançar as Soyuz MS
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