Бунс-Линк¶

Бунс-Линк — это устройство для автоматической стыковки космических аппаратов, разработанное в США в рамках программы «Созвездие» (Constellation) и впоследствии адаптированное для коммерческих и государственных космических миссий. Представляет собой стыковочный механизм, основанный на системе «андрогинно-периферийный агрегат стыковки» (АПАС), но с рядом конструктивных улучшений, обеспечивающих более высокую надёжность и универсальность. Бунс-Линк используется для соединения пилотируемых и грузовых кораблей с орбитальными станциями, а также для стыковки в рамках лунных экспедиций.

¶История разработки

¶Программа «Созвездие»

Разработка Бунс-Линк началась в середине 2000-х годов в рамках программы NASA «Созвездие», которая предполагала создание новых пилотируемых кораблей «Орион» (Orion) и лунного модуля «Альтаир» (Altair). Основной задачей было создание универсального стыковочного механизма, способного работать как на околоземной орбите, так и в условиях лунной гравитации. Первоначально проект назывался «Low Impact Docking System» (LIDS) — система стыковки с низким ударным воздействием.

¶Переход к коммерческим проектам

После закрытия программы «Созвездие» в 2010 году технология LIDS была передана компании Boeing, которая продолжила её развитие под названием «Бунс-Линк» (Boeing Nosecone Link). В 2014 году Boeing заключила контракт с NASA на создание стыковочного адаптера для Международной космической станции (МКС). Первый полётный экземпляр Бунс-Линк был установлен на корабль CST-100 Starliner в 2019 году.

¶Испытания и эксплуатация

Первая успешная стыковка с использованием Бунс-Линк состоялась в 2020 году в рамках беспилотного испытательного полёта CST-100 Starliner (миссия Orbital Flight Test 2). Однако из-за технических проблем с программным обеспечением стыковка была отложена на несколько месяцев. В 2022 году Бунс-Линк успешно использовался для стыковки корабля Starliner с МКС в рамках пилотируемой миссии.

¶Конструкция и принцип работы

¶Основные элементы

Бунс-Линк состоит из следующих ключевых компонентов:

Стыковочный механизм — андрогинный периферийный агрегат, который может выполнять функции как активного, так и пассивного элемента.
Система демпфирования — гидравлические и пружинные амортизаторы, снижающие ударные нагрузки при контакте.
Электрические и пневматические разъёмы — для передачи энергии, данных и топлива между кораблями.
Система управления — автоматизированная система, обеспечивающая точное позиционирование и захват.

¶Принцип стыковки

Процесс стыковки с использованием Бунс-Линк включает несколько этапов:

Сближение — корабль подходит к станции или другому аппарату на расстояние нескольких метров.
Захват — активный механизм выдвигает кольцо, которое захватывает пассивный элемент.
Демпфирование — амортизаторы поглощают кинетическую энергию, предотвращая повреждения.
Фиксация — кольцо втягивается, обеспечивая жёсткое соединение.
Герметизация — уплотнители создают герметичный канал для перехода экипажа.

¶Отличия от аналогов

В отличие от российской системы «Штырь-конус» (используется на кораблях «Союз» и «Прогресс») и американской системы APAS (использовалась на «Спейс шаттл»), Бунс-Линк имеет следующие особенности:

Низкое ударное воздействие — благодаря гидравлическому демпфированию.
Универсальность — может стыковаться с различными типами аппаратов, включая те, что не имеют собственного стыковочного механизма.
Автоматизация — полный цикл стыковки выполняется без участия экипажа.

¶Применение

¶Международная космическая станция

Бунс-Линк используется для стыковки корабля CST-100 Starliner с МКС. Для этого на станции установлены специальные стыковочные адаптеры IDA (International Docking Adapter), которые были доставлены на орбиту в 2016 и 2017 годах. Адаптеры IDA оснащены интерфейсом, совместимым с Бунс-Линк, что позволяет использовать его как для пилотируемых, так и для грузовых миссий.

¶Лунные программы

В рамках программы «Артемида» (Artemis) Бунс-Линк планируется использовать для стыковки корабля «Орион» с лунным модулем (Human Landing System) и с орбитальной станцией «Лунные ворота» (Lunar Gateway). Однако в 2023 году NASA объявило, что для лунных миссий будет использоваться модифицированная версия системы — «Артемида-совместимый стыковочный механизм» (Artemis Compatible Docking System).

¶Коммерческие проекты

Boeing предлагает Бунс-Линк для коммерческих космических станций, таких как Axiom Space и Bigelow Aerospace. В 2021 году было объявлено, что модули станции Axiom будут оснащены интерфейсами, совместимыми с Бунс-Линк, что позволит стыковать к ним корабли Starliner.

¶Критика и проблемы

¶Технические недостатки

В ходе испытаний и эксплуатации Бунс-Линк выявились следующие проблемы:

Сбои в программном обеспечении — в 2019 году во время первого беспилотного полёта Starliner из-за ошибки в таймере корабль не смог выполнить стыковку.
Сложность обслуживания — механизм требует регулярной проверки и замены уплотнителей, что увеличивает время подготовки к полёту.
Ограниченная совместимость — Бунс-Линк несовместим с российскими стыковочными узлами (система «Штырь-конус»), что требует установки дополнительных адаптеров.

¶Конкуренция с другими системами

На рынке стыковочных механизмов Бунс-Линк конкурирует с российской системой «Штырь-конус» (используется на кораблях «Союз» и «Прогресс») и китайской системой (используется на станции «Тяньгун»). В отличие от них, Бунс-Линк является более дорогим в производстве, но предлагает более высокую степень автоматизации и универсальности.

¶Перспективы развития

¶Модернизация

В 2023 году Boeing объявила о начале работ по модернизации Бунс-Линк для повышения его надёжности и снижения стоимости. Планируется заменить гидравлические амортизаторы на электромеханические, что уменьшит массу и упростит обслуживание.

¶Использование в дальнем космосе

Бунс-Линк рассматривается как основа для создания стыковочных механизмов для миссий к Марсу и астероидам. В 2022 году NASA провело испытания прототипа системы в условиях невесомости на борту самолёта-лаборатории.

¶Интересные факты

Название «Бунс-Линк» происходит от английского «Boeing Nosecone Link» — «носовой конус Boeing», так как механизм располагается в носовой части корабля Starliner.
Бунс-Линк способен выдерживать нагрузки до 10 тонн, что позволяет использовать его для стыковки крупных модулей.
В 2021 году прототип Бунс-Линк был установлен на наземном стенде для отработки стыковки с лунным модулем.

¶Источники

NASA. «International Docking System Standard (IDSS) Interface Definition Document». Revision D, 2020.
Boeing. «CST-100 Starliner Docking System Technical Description». Technical Report, 2019.
NASA. «Artemis Program: Lunar Gateway Docking System Requirements». 2022.
SpaceNews. «Boeing’s Starliner docking system passes key test». 2021.
«Космическая техника: стыковочные механизмы». Журнал «Вопросы космонавтики», № 4, 2020.