home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / mac / TEXT / SPACEDIG / V15_2 / V15NO278.TXT < prev    next >
Internet Message Format  |  1993-07-13  |  47KB

  1. Date: Sat,  3 Oct 92 18:03:38    
  2. From: Space Digest maintainer <digests@isu.isunet.edu>
  3. Reply-To: Space-request@isu.isunet.edu
  4. Subject: Space Digest V15 #278
  5. To: Space Digest Readers
  6. Precedence: bulk
  7.  
  8.  
  9. Space Digest                Sat,  3 Oct 92       Volume 15 : Issue 278
  10.  
  11. Today's Topics:
  12.     Electronic Journal of the ASA (EJASA) - October 1992 [Part 1]
  13.  
  14.     Welcome to the Space Digest!!  Please send your messages to
  15.     "space@isu.isunet.edu", and (un)subscription requests of the form
  16.     "Subscribe Space <your name>" to one of these addresses: listserv@uga
  17.     (BITNET), rice::boyle (SPAN/NSInet), utadnx::utspan::rice::boyle
  18.     (THENET), or space-REQUEST@isu.isunet.edu (Internet).
  19. ----------------------------------------------------------------------
  20.  
  21. Date: Fri, 2 Oct 1992 17:26:44 GMT
  22. From: Larry Klaes <klaes@verga.enet.dec.com>
  23. Subject: Electronic Journal of the ASA (EJASA) - October 1992 [Part 1]
  24. Newsgroups: sci.astro,sci.space,sci.misc,sci.skeptic
  25.  
  26.                           THE ELECTRONIC JOURNAL OF
  27.                   THE ASTRONOMICAL SOCIETY OF THE ATLANTIC
  28.  
  29.                       Volume 4, Number 3 - October 1992
  30.  
  31.                          ###########################
  32.  
  33.                               TABLE OF CONTENTS
  34.  
  35.                          ###########################
  36.  
  37.           * ASA Membership and Article Submission Information
  38.  
  39.           * Soviet Spacecraft Docking Experience - Adam R. Brody
  40.  
  41.           * First International Conference on Optical SETI
  42.  
  43.                - Dr. Stuart A. Kingsley
  44.  
  45.                          ###########################
  46.  
  47.                          ASA MEMBERSHIP INFORMATION
  48.  
  49.         The Electronic Journal of the Astronomical Society of the Atlantic
  50.     (EJASA) is published monthly by the Astronomical Society of the
  51.     Atlantic, Incorporated.  The ASA is a non-profit organization dedicated
  52.     to the advancement of amateur and professional astronomy and space
  53.     exploration, as well as the social and educational needs of its members.
  54.  
  55.         ASA membership application is open to all with an interest in
  56.     astronomy and space exploration.  Members receive the Journal of the
  57.     ASA (hardcopy sent through United States Mail - Not a duplicate of this
  58.     Electronic Journal) and the Astronomical League's REFLECTOR magazine.
  59.     Members may also purchase discount subscriptions to ASTRONOMY and
  60.     SKY & TELESCOPE magazines.
  61.  
  62.         For information on membership, you may contact the Society at any
  63.     of the following addresses:
  64.  
  65.         Astronomical Society of the Atlantic (ASA)
  66.         c/o Center for High Angular Resolution Astronomy (CHARA)
  67.         Georgia State University (GSU)
  68.         Atlanta, Georgia  30303
  69.         U.S.A.
  70.  
  71.         asa@chara.gsu.edu
  72.  
  73.         ASA BBS: (404) 564-9623, 300/1200/2400 Baud.
  74.  
  75.         or telephone the Society Recording at (404) 264-0451 to leave your
  76.     address and/or receive the latest Society news.
  77.  
  78.         ASA Officers and Council -
  79.  
  80.         President - Don Barry
  81.         Vice President - Nils Turner
  82.         Secretary - Ingrid Siegert-Tanghe
  83.         Treasurer - Mike Burkhead
  84.         Directors - Bill Bagnuolo, Eric Greene, Tano Scigliano
  85.         Council - Bill Bagnuolo, Bill Black, Mike Burkhead, Frank Guyton, 
  86.                   Larry Klaes, Ken Poshedly, Jim Rouse, Tano Scigliano,
  87.                   John Stauter, Wess Stuckey, Harry Taylor, Gary Thompson, 
  88.                   Cindy Weaver, Bob Vickers
  89.  
  90.         ARTICLE SUBMISSIONS -
  91.  
  92.         Article submissions to the EJASA on astronomy and space exploration
  93.     are most welcome.  Please send your on-line articles in ASCII format to
  94.     Larry Klaes, EJASA Editor, at the following net addresses or the above
  95.     Society addresses:
  96.  
  97.         klaes@verga.enet.dec.com
  98.         or - ...!decwrl!verga.enet.dec.com!klaes
  99.         or - klaes%verga.dec@decwrl.enet.dec.com
  100.         or - klaes%verga.enet.dec.com@uunet.uu.net
  101.  
  102.         You may also use the above addresses for EJASA back issue requests,
  103.     letters to the editor, and ASA membership information.
  104.  
  105.         When sending your article submissions, please be certain to include
  106.     either a network or regular mail address where you can be reached, a
  107.     telephone number, and a brief biographical sketch.
  108.  
  109.         Back issues of the EJASA are also available from anonymous FTP
  110.     at chara.gsu.edu (131.96.5.29)
  111.  
  112.         DISCLAIMER -
  113.  
  114.         Submissions are welcome for consideration.  Articles submitted,
  115.     unless otherwise stated, become the property of the Astronomical
  116.     Society of the Atlantic, Incorporated.  Though the articles will not
  117.     be used for profit, they are subject to editing, abridgment, and other
  118.     changes.  Copying or reprinting of the EJASA, in part or in whole, is
  119.     encouraged, provided clear attribution is made to the Astronomical
  120.     Society of the Atlantic, the Electronic Journal, and the author(s).
  121.     Opinions expressed in the EJASA are those of the authors' and not
  122.     necessarily those of the ASA.  This Journal is Copyright (c) 1992 
  123.     by the Astronomical Society of the Atlantic, Incorporated.
  124.  
  125.  
  126.                     SOVIET SPACECRAFT DOCKING EXPERIENCE
  127.  
  128.                     Copyright (c) 1991 by Adam R. Brody
  129.                              Sterling Software
  130.                         @ NASA Ames Research Center
  131.  
  132.         Any discussion of spacecraft docking operations would be
  133.     incomplete without mention of the accomplishments that the Soviets
  134.     have had in this area.  In 1991, the Soviets inhabited their eighth
  135.     Earth-orbiting space station, named MIR.  Through July of 1990, the
  136.     Soviets have had thirty-five successful autonomous dockings in space 
  137.     (Friedman and Heinsheimer, 1990). 
  138.  
  139.         Cosmonauts inhabit the MIR space station for many months at a time
  140.     and unmanned vehicles automatically dock for resupply.  Most of the
  141.     information that follows was gleaned from the ALMANAC OF SOVIET MANNED
  142.     SPACE FLIGHT, by Dennis Newkirk (1990). 
  143.  
  144.         The Soviets began contemplating spacecraft docking operations when
  145.     they realized these techniques were necessary for racing the United 
  146.     States to place the first humans on Earth's Moon in the 1960s.  Their 
  147.     first plan was an Earth orbital rendezvous (EOR) leading to a lunar 
  148.     fly-by.  They were to use the same A-2 boosters and launch facilities 
  149.     being developed for the VOSKHOD (meaning "Sunrise") program and 
  150.     unmanned missions.  Each mission would involve five launches.  SOYUZ 
  151.     V tankers would automatically rendezvous and dock and then fuel the 
  152.     SOYUZ B rocket waiting in Earth orbit.  The manned SOYUZ (meaning 
  153.     "Union") would dock with the fueled rocket and then be launched 
  154.     around the Moon. 
  155.  
  156.         By 1964, the Soviets realized they were not developing the docking
  157.     techniques fast enough to beat the U.S. to the Moon.  They decided to
  158.  
  159.     adopt a direct ascent profile, which involved launching directly from
  160.     Earth to the Moon, eliminating the need for docking.  After a series of 
  161.     unmanned failures, ZOND 5B (meaning "Probe") achieved the first lunar 
  162.     fly-by and return in September of 1968.  The spacecraft contained 
  163.     plants, turtles, flies, and worms. 
  164.  
  165.         Some modifications were needed, however:  The returning capsule
  166.     experienced between ten and sixteen g's (Earth gravities), more than a
  167.     human could endure.  ZOND 6 performed a similar mission in November of
  168.     that year, but with g-forces reduced by one-half.  Technical difficulties 
  169.     delayed the December launch of ZOND 7A (which most likely would have been 
  170.     manned) by one month, allowing the U.S. the first manned lunar orbital 
  171.     mission with APOLLO 8 in December of 1968. 
  172.  
  173.         The race to the Moon was not without a high cost to both the 
  174.     Soviets and the Americans.  On January 27, 1967, during a launch pad 
  175.     rehearsal for APOLLO 1, astronauts Virgil I. Grissom, Edward H. White 
  176.     II, and Roger Chaffee died in a fire which happened aboard their 
  177.     spacecraft.  Cosmonaut Vladimir Komarov plunged to his death when 
  178.     the SOYUZ 1 parachute shroud lines twisted while returning from Earth 
  179.     orbit in April of 1967.  These accidents delayed both the APOLLO and 
  180.     SOYUZ manned launches for over one year.  "APOLLO 1 and SOYUZ 1 taught 
  181.     the world that victories in space would be neither easy nor cheap."
  182.     (Aldrin and McConnell, 1989, page 172) 
  183.  
  184.         In October of 1967, two SOYUZ vehicles, modified after the SOYUZ 1
  185.     tragedy, tested and perfected automatic docking operations.  KOSMOS
  186.     (Cosmos) 188 was launched three days after KOSMOS 186 and completed 
  187.     a rendezvous on the first revolution.  KOSMOS 186 became the active
  188.     vehicle and docked with KOSMOS 188, which was cooperatively main-
  189.     taining a stable attitude.  KOSMOS 186 was the first SOYUZ to have
  190.     maneuvered in orbit.  This was also the first automatic docking and
  191.     the first to be achieved by unmanned vehicles.  Six months later, in
  192.     April of 1968, KOSMOS 212 and KOSMOS 213 repeated this procedure. 
  193.     Television cameras transmitted the undocking to ground control.  These
  194.     vehicles were essentially stripped-down SOYUZ spacecraft and the
  195.     procedure they pioneered is similar to what is used today.  A brief
  196.     description follows. 
  197.  
  198.         Radar contact between the two spacecraft is established in the
  199.     capture phase.  Both vehicles align themselves to a common axis.  The
  200.     chaser vehicle closes with a range rate of about two meters per second
  201.     at 350 meters.  This is about six times faster than suggested by NASA's 
  202.     "0.1 percent rule," which limits approach velocity to no greater than 
  203.     0.1 percent of the range per second (Sedej and Clarke, 1985; Oberg, 
  204.     1988). 
  205.  
  206.         The target vehicle, such as a space station, then uses attitude
  207.     control rockets to maintain orientation in the mooring phase.  The
  208.     chaser craft extends a probe to effect a soft docking.  "The extended
  209.     probe prevents the airtight seals of the two spacecraft docking collars 
  210.     from being damaged if the initial contact is hard or off-center" (New-
  211.     kirk, 1990, page J65).  The vehicles complete soft docking when small 
  212.     latches on top of the probe catch the center of the drogue. 
  213.  
  214.         "In the docking phase, the active ship reels its probe in and the
  215.     ship's butt docking collars make an airtight connection" (Newkirk,
  216.     1990, page 66).  Latches in both collars hold the spacecraft together
  217.     so electrical connections for communication and power may then be
  218.     made.  With the unmanned PROGRESS supply spacecraft, refueling
  219.     connections also are consummated.  Springs are used for disengaging. 
  220.  
  221.         In October of 1968, Colonel Georgiy Beregovoy attempted docking
  222.     maneuvers in SOYUZ 3.  This was the first time the Soviets launched
  223.     the passive target vehicle, SOYUZ 2, just as the U.S. did in the
  224.     GEMINI program two years earlier.  An automatic system guided SOYUZ 3
  225.     from direct ascent to a range within 180 meters.  Television cameras
  226.     transmitted the image of the approaching target to the Soviets.  This
  227.     flight was intended to accomplish the first Soviet manned docking, but
  228.     all docking attempts failed (Newkirk, 1990).  In one instance, ground
  229.     control directed a maneuver calculated from data transmitted by the
  230.     rendezvous antennae on each vehicle (Baker, 1982). 
  231.  
  232.         "Only 10 weeks after SOYUZ 3,...the shortest gap between non-
  233.     related manned space missions to that time" (Clark, 1988, page 50), 
  234.     the Soviets launched SOYUZ 4.  "The launch [sic] of SOYUZ 4 and SOYUZ 
  235.     5 in January 1969 marked the first winter launch in the Soviet manned 
  236.     space programme, suggesting that the flights had to be urgently 
  237.     completed" (Clark, page 51). 
  238.  
  239.         Another descendent of the lunar fly-by mission was the first
  240.     manned docking in January of 1969 with SOYUZ 5.  After practicing
  241.     almost eight hundred dockings in the simulator at Star City, cosmonaut
  242.     Vladimir Shatalov accomplished an objective of the failed SOYUZ 1
  243.     mission, i.e., the first Soviet manned docking.  In SOYUZ 4, Shatalov
  244.     flew a manual approach to within a few kilometers of SOYUZ 5.  He then
  245.     activated the automatic system, which reduced the range to one hundred
  246.     meters.  Shatalov regained control and docked during a live Soviet
  247.     television broadcast.  This docking set a precedent in that it did not
  248.     occur during the first orbit.  The Soviets announced the combined
  249.     spacecraft "as the world's First Experimental Space Station" (Clark,
  250.     page 51).  Fellow cosmonauts Yevgeniy Khrunov and Aleksey Yeliseyev
  251.     used the opportunity to perform the first transfer from one spacecraft
  252.     to another. 
  253.  
  254.         The SOYUZ spacecraft was later modified for use as a space station
  255.     ferry.  SOYUZ 10 and 11 were the only flights with the original SALYUT
  256.     ferry.  The most important change was the introduction of a crew 
  257.     transfer system, which precluded the necessity to go EVA (Extra-
  258.     Vehicular Activity) to board the station. 
  259.  
  260.         The Soviets used Volga trainers to prepare for the docking
  261.     operations.  The Volga consisted of movable mockups of both SOYUZ and
  262.     SALYUT mounted on rails.  They would respond to commands made by the
  263.     cosmonauts.  A television view of the SALYUT was presented to the
  264.     SOYUZ model's periscope system to give the crew a simulation of an
  265.     actual approach to the space station (Clark, 1988). 
  266.  
  267.         While manual control has been relegated to a back-up position for
  268.     unmanned supply vehicles, the Soviets have utilized manual control for
  269.     manned dockings to space stations.  This began with SOYUZ 10, in April
  270.     of 1971, which brought the first crew of Vladimir Shatalov, Aleksey
  271.     Yeliseyev, and Nikolay Rukavishnikov to SALYUT 1.  SALYUT 1 (meaning 
  272.     "Salute"), humanity's first true space station, was launched in April 
  273.     of 1971 aboard the Soviet Union's most powerful space launcher, the 
  274.     PROTON, known in the West as the D-1.  SALYUT 1 returned to Earth upon 
  275.     burning up in the atmosphere in October of the same year. 
  276.  
  277.         The SALYUT assisted in the docking maneuver not only by
  278.     maintaining attitude control, but "also made four orbit changes to
  279.     match orbit with the approaching SOYUZ" (Newkirk, 1990, page 99).  At
  280.     a range of 180 meters, Shatalov took over control from the automatic
  281.     system and performed a manual docking.  Problems, most likely with the
  282.     SOYUZ, prevented the crew from boarding. 
  283.  
  284.         The Soviets and the Americans both advocate manual back-up for
  285.     automatic docking maneuvers.  However, the Soviets only resort to the
  286.     manual system upon failure of the automatic one, while the Americans
  287.     tend to use manual control whenever it is available, not just as a
  288.     back-up control mode.  Such is the case with Space Shuttle (and other
  289.     advanced aircraft) landings, where the mere existence of a manual
  290.     control capability is cited as a justification for using pilot control
  291.     instead of the automated system. 
  292.  
  293.         In an October, 1970 meeting in Moscow, the United States and the
  294.     Soviets started formulating plans for the APOLLO-SOYUZ Test Project
  295.     (ASTP).  During a June, 1971 meeting in Houston, Texas, "[Boris]
  296.     Petrov expressed the preference of the Soviet Academy of Sciences for
  297.     a joint docking flight employing the androgynous docking system"
  298.     (Baker, 1982, page J408).  This could be accomplished either with a
  299.     SOYUZ docking with a SKYLAB/APOLLO or an APOLLO docking with a
  300.     SALYUT/SOYUZ.  The latter was established as the baseline mission.
  301.  
  302.         In June of 1971, SOYUZ 11 was the next (and last) vehicle to dock
  303.     with SALYUT 1.  The automated system reduced the range from six
  304.     kilometers to 100 meters.  Georgi Dobrovolsky then took over control
  305.     at a range of 100 meters and a velocity of 0.9 meters per second (m/s)
  306.     (This is nine times faster than suggested by the 0.1 percent rule). 
  307.     By sixty meters, he reduced the range rate to 0.3 m/s.  Dobrovolsky
  308.     then completed the docking maneuver. 
  309.  
  310.         The crew of SOYUZ 11 became the first to inhabit the space
  311.     station.  After a record twenty-four-day stay in space, the mission
  312.     ended in disaster when the air in SOYUZ 11 escaped through an open
  313.     valve eleven minutes before the craft entered the atmosphere.  Twelve
  314.     pyrotechnic devices, used for separation, fired simultaneously rather
  315.     than sequentially, releasing a seal on the spacecraft's pressure
  316.     equalization valve.  The atmosphere escaped in approximately thirty
  317.     seconds while the cosmonauts were in the middle of a sixty-second
  318.     procedure to close the valve manually.  All three men suffocated in
  319.     space.  Worst of all, the cosmonauts were not wearing their pressure
  320.     suits, which was a common procedure during return at the time. 
  321.  
  322.         Shatalov consequently replaced General Nikolai Kamanin as head of
  323.     the cosmonaut corps.  A redesign of the space station was necessary,
  324.     but since this would take longer than the SALYUT's lifetime in space
  325.     to complete, the station was de-orbited.  More than two years passed
  326.     before the next manned Soviet mission. 
  327.  
  328.         The SOYUZ Ferry was created to bring crews to SALYUT space
  329.     stations.  It contained an automatic rendezvous and docking system
  330.     known as Igla, or "needle".  As in earlier SOYUZ docking missions,
  331.     both spacecraft maneuvered actively.  The SOYUZ Ferry had its first
  332.     manned flight, SOYUZ 12, in September of 1973.  Since both SALYUT 1
  333.     and 2 had failed in the previous year, this flight was able only to
  334.     simulate transport to a space station.  SALYUT 2 most likely had an
  335.     attitude control thruster stuck on and broke up in orbit before it
  336.     could be manned. 
  337.  
  338.         SOYUZ 13, launched in December of 1973, was an independent mission
  339.     and did not dock with a station.  SOYUZ 14 was the first operational
  340.     use of the ferry and took the only SALYUT 3 crew to orbit in July of
  341.     1974.  Automated rendezvous was used to reduce the range from one
  342.     thousand meters to within one hundred meters.  Pavel Popovich then
  343.     performed manual docking. 
  344.  
  345.         This procedure of manual control takeover at approximately 100
  346.     meters continued with Alesksei Gubarev on SOYUZ 17 in January of 1975.
  347.     Pyotr Klimuk performed similarly in May of 1975 with SOYUZ 18B. 
  348.  
  349.         SOYUZ 19, better know as the APOLLO-SOYUZ Test Project, "was the
  350.     first Soviet manned launch ever whose time was announced in advance
  351.     and was the first to be televised live" (Newkirk, 1990, page 140). 
  352.     APOLLO 18 was the active vehicle because of its greater fuel supply. 
  353.     The SOYUZ merely had to maintain a fixed attitude toward the
  354.     approaching APOLLO and match roll rates during the historic docking 
  355.     in July of 1975.
  356.  
  357.         SOYUZ 20 was a test of the PROGRESS automated cargo transport
  358.     system in November of 1975.  PROGRESS 1, however, did not fly until
  359.     January of 1978.  The PROGRESS, based on the SOYUZ, carried twice as
  360.     much rendezvous and docking instrumentation as the SOYUZ Ferry.  A
  361.     second video camera was mounted on the outside to give ground
  362.     controllers a stereo view of the automatic docking.  "Simultaneous
  363.     transmissions of telemetry from PROGRESS to SALYUT and the ground
  364.     enabled both the control center and the cosmonauts to assist with
  365.     docking if necessary" (Baker, 1982, page 524). 
  366.  
  367.         PROGRESS 1 took two days approaching SALYUT 6 as SOYUZ 20 had 
  368.     done approaching SALYUT 4.  Manned spacecraft typically perform the
  369.     approach in one day.  "Since the PROGRESS was unmanned, the crew did
  370.     not retreat to the SOYUZ during the docking as when the SOYUZ 27
  371.     docked.  They instead manned the station's controls ready to maneuver
  372.     away from the approaching PROGRESS in case of a malfunction" (Newkirk,
  373.     1990, page 179).  Since the PROGRESS was expendable, plume impingement
  374.     upon it caused by an emergency SALYUT separation maneuver was not a
  375.     concern.  None of the PROGRESS missions through May of 1988 had any
  376.     docking problems, although there were occasional problems with manned
  377.     missions. 
  378.  
  379.         The SOYUZ T was the replacement for the SOYUZ Ferry.  It "included
  380.     a new computer system and was claimed to be more automated than the
  381.     earlier SOYUZ variants; however, in flight the cosmonauts often had 
  382.     to take over manual control when the automatic systems apparently
  383.     malfunctioned during docking maneuvers" (Clark, 1988, page 98). 
  384.     SOYUZ T-1 flew in an unmanned configuration in December of 1979. 
  385.  
  386.         In June of 1980, the Argon docking computer flew its maiden launch
  387.     on the first manned SOYUZ T flight, SOYUZ T-2.  Argon selected which
  388.     of several possible approaches to fly to a space station and then flew
  389.     it with manual override capability.  It similarly controlled descent. 
  390.     Its operation required that the crew study computer programming.  This
  391.     training may have saved the mission, as the automated docking system
  392.     failed at a range of 180 meters from SALYUT 6.  "This was a problem
  393.     which would be regularly repeated during SOYUZ-T missions" (Clark,
  394.     1988, page 120). 
  395.  
  396.         Yuri Malyshev, a rookie cosmonaut, took over control and completed
  397.     a successful manual docking.  Aleksey Yeliseyev explained that the
  398.     crew and flight controllers had not practiced the approach the
  399.     computer selected, so the crew decided to take over control to be
  400.     better prepared in the event of an emergency.  The crew claimed the
  401.     automated system would have been successful if given the opportunity
  402.     (Newkirk, 1990). 
  403.  
  404.         SOYUZ 38, the seventh international crew, was launched in
  405.     September of 1980 with the first black cosmonaut, a Cuban.  The
  406.     automated system controlled not only the rendezvous but also the
  407.     docking.  The next manned flight, SOYUZ T-3, was launched in November
  408.     of 1980.  Its Argon automatic docking system performed the docking
  409.     maneuver from a range of five kilometers. 
  410.  
  411.         The Soviets' MIR (meaning both "World" and "Peace") space station
  412.     evolved from earlier SALYUT designs and was launched in February of
  413.     1986.  The station contains five docking drogues with a manipulator
  414.     system that moves incoming modules from the forward port where they
  415.     have docked to a side port.  The Kurs ("Course") docking system was
  416.     incorporated into the forward port.  This eliminated the need for
  417.     attitude control by the station during the docking maneuver (Newkirk,
  418.     1990).  Clark (1988) claims the rear port was also outfitted with 
  419.     the Kurs system in addition to the old Igla system, which would 
  420.     accommodate PROGRESS freighters. 
  421.  
  422.         MIR's first crew was launched March of 1986 on SOYUZ T-15 with
  423.     live Soviet television coverage.  The Igla system controlled the
  424.     approach to within 200 meters of MIR's aft docking port, which was
  425.     compatible with SOYUZ T and PROGRESS.  Leonid Kizim then flew around
  426.     to the forward port, which was instrumented with the new Kurs system
  427.     to be used with SOYUZ TM and STAR modules.  The SOYUZ was incapable 
  428.     of automatic docking at the forward port.  However, the laser range
  429.     finder that was first used on the SOYUZ T-13 flight in June of 1985
  430.     aided Kizim.  Kizim completed a manual docking from an initial range 
  431.     of sixty meters. 
  432.  
  433.         In May, the crew performed the first station-to-station transfer
  434.     by flying over to SALYUT 7 to reactivate it.  Again, the hand-held
  435.     laser range finder was used to generate range data.  The automatic
  436.     system was used from five kilometers until Kizim took over manual
  437.     control and docked.  The crew returned to MIR at the end of June. 
  438.     After the crew used the Igla rendezvous system to reduce the range
  439.     from 200 meters, Kizim took over control at a range of fifty meters
  440.     from the rear docking port and maneuvered to dock at the forward port.
  441.  
  442.         The Kurs rendezvous system was demonstrated in May of 1986 with 
  443.     an unmanned SOYUZ TM-1.  This system does not require target vehicle
  444.     transponders and can dock with a station at any relative attitude.  
  445.     It "makes contact with the station at a range of 200 km and docking
  446.     lock-on begins at 20 to 30 km distance" (Newkirk, 1990, page 313). 
  447.     Kurs presents closing rate data from the docking radar to the
  448.     cosmonauts. 
  449.  
  450.         On March 31, 1987, the KVANT ("Quantum") module, the first to 
  451.     be sent to MIR, was launched one degree out of plane with MIR in an
  452.     approach similar to that of STAR modules.  During its approach to MIR
  453.     on April 5, the cosmonauts were suited up in the SOYUZ TM in case of
  454.     a collision.  The spacecraft started its approach at seventeen
  455.     kilometers distance using the old Igla docking system.  At 500 meters
  456.     distance, the KVANT's forward docking camera was activated and the
  457.     docking probe extended.  When KVANT was only 200 meters from the
  458.     station and preparing for final docking maneuvers, Flight Director
  459.     Ryumin radioed to the cosmonauts that KVANT had lost its lock-on to
  460.     MIR's docking transponders.  "[KVANT drifted slightly and] was
  461.     rotating slightly as it passed within 10 meters of MIR" (Newkirk,
  462.     1990, pages 321-322). "The KVANT thrusters failed to slow down the
  463.     module and it flew past MIR" (Clark, 1988, page J155). 
  464.  
  465.         Mission controllers spent several days analyzing the problem
  466.     during which time the KVANT drifted to a range of 400 kilometers. 
  467.     Ground controllers brought KVANT back to the vicinity of MIR.  The
  468.     Igla automatic docking system was activated at a range of twenty-two
  469.     kilometers.  Lock-on to MIR's docking transponder signal was achieved.
  470.     At a range of one thousand meters, the approach velocity was 2.5
  471.     meters per second (This is 2.5 times the rate suggested by NASA's 0.1
  472.     percent rule).  The relative velocity was decreased to 0.32 meters
  473.     per second at 26 meters (12.3 times the 0.1 percent rule rate of 0.026
  474.     meters per second).  Soft docking was achieved within twenty-one
  475.     minutes of Igla lock-on. 
  476.  
  477.         During the docking of PROGRESS 33 in November of 1987, the Soviets
  478.     experimented with new station orienting procedures since the Igla
  479.     system, used by the PROGRESS, required active maneuvering by the
  480.     target vehicle.  Typical fuel expenditures for docking a PROGRESS to
  481.     MIR were approximately 192 kilograms using the old system.  "The new
  482.     Igla procedure reduced this amount to about 82 kg" (Newkirk, 1990,
  483.     page 322). 
  484.  
  485.         The first launch of the PROGRESS M, a modified PROGRESS, occurred
  486.     in August of 1989.  It has an increased on-orbit stay time, "an
  487.     improved automated docking system and also is able to transfer unused
  488.     fuel to the space station" (Rains, 1990b, page 8).  The PROGRESS M
  489.     also possesses a return capsule, which was successfully tested on the
  490.     PROGRESS M5 mission in November of 1990 (Kiernan, 1990). 
  491.  
  492.         Docking Failures
  493.  
  494.         Despite their great experience with docking both manned and
  495.     unmanned spacecraft, the Soviets have had several failures during
  496.     docking maneuvers.  Failures occurred with SOYUZ 15 in August of 1974,
  497.     SOYUZ 23 in October of 1976, SOYUZ 25 in October of 1977, SOYUZ 33 in
  498.     April of 1979, and SOYUZ T-8 in April of 1983. 
  499.  
  500.         The failure of SOYUZ 15 to dock with SALYUT 3 was due either to a
  501.     repeated system failure to initiate the manual control phase at a
  502.     range of 100 meters (Clark, 1988), or "the automatic system
  503.     malfunctioned twice, pushing the ship out of control with excessive
  504.     engine burns while only 30 to 50 meters from the station" (Newkirk,
  505.     1990, page 128).  With a limited battery and fuel supply, the vehicle
  506.     had to de-orbit when the docking failed. 
  507.  
  508.         In October of 1976, SOYUZ 23 was aborted because of a malfunction
  509.     in the automatic docking system.  This occurred before the range of
  510.     the SOYUZ to the SALYUT 5 station was reduced to 100 meters.  Since
  511.     the crew of Vyacheslav Zudov and Veleri Rozhdestvenski were trained 
  512.     to take over from 100 meters, but not before, the crew were forced to
  513.     land as soon as possible.  The manual back-up mode was not extensive
  514.     enough to save this mission.  As the Tass news agency reported:  "The
  515.     spaceship SOYUZ 23 was put into the automatic regime for the approach
  516.     to SALYUT 5.  Docking with the SALYUT 5 station was canceled because
  517.     of an unplanned operation of the approach control system of the ship"
  518.     (Clark, 1988, page 74). 
  519.  
  520.         Viktor Grobatko flew a successful docking of SOYUZ 24 in February
  521.     of 1977 after taking over control at a range of eighty meters.  The
  522.     Soviets' success was short-lived, however, as failure plagued SOYUZ 
  523.     25 in October of that year.  Vladimir Kovalyonok began the docking
  524.     maneuver from 120 meters, but five docking attempts to the SALYUT 6
  525.     station failed, due to a faulty docking fixture on the SOYUZ.  As 
  526.     the news release stated: 
  527.  
  528.         "At 07.09 [sic] Moscow Time today [10 October] the automatic
  529.     rendezvous of the SOYUZ 25 ship and the SALYUT 6 station was begun.
  530.     From a distance of 120 metres, the vehicles performed a docking
  531.     maneuver.  Due to deviations from the planned procedure for docking,
  532.     the link-up was called off.  The crew has begun making preparations
  533.     for a return to Earth (Clark, 1988, pages 104-105)." 
  534.  
  535.         While soft docking was achieved, hard docking enabling electrical
  536.     connections to be made was not.  This failure resulted in the
  537.     prohibition of all-rookie crews.  Romanenko and Ivanchenkov from the
  538.     all-rookie back-up crew were each paired with veteran cosmonauts. 
  539.  
  540.         SOYUZ 33, with the fourth international crew (Bulgaria), was
  541.     launched in April of 1979.  The Igla system was implemented at a range
  542.     of nine kilometers.  While approaching a range of one kilometer from
  543.     SALYUT 6, the SOYUZ automatically fired its main engine for only three
  544.     of its scheduled six seconds, causing tremendous shaking.  The second
  545.     attempt with Igla also failed when it immediately shut down the engine.  
  546.     As Tass reported:  "During the process of approach there occurred 
  547.     deviations from the regular mode of operation of the approach correc-
  548.     ting propulsion unit of the SOYUZ 33 spacecraft, and the docking of 
  549.     the craft with the SALYUT 6 was aborted" (Clark, 1988, page 114). 
  550.  
  551.         The Soviets determined the problem to reside in the SOYUZ main
  552.     engine, which was terminating thrust upon a failure to attain normal
  553.     combustion pressure.  This was the first on-orbit failure of the SOYUZ
  554.     propulsion system.  The crew returned to Earth without docking.  This
  555.     amounted to the second failed visit to a SALYUT for Nikolay Rukavish-
  556.     nikov, the Soviets' first civilian commander.  As a result, the SOYUZ 
  557.     32 crew in SALYUT 6 did not receive supplies until PROGRESS 6 brought 
  558.     them in May. 
  559.  
  560.         Another failure occurred in April of 1983 with the aborted SOYUZ
  561.     T-8 mission.  Although the launch shroud accidentally removed the
  562.     rendezvous radar antenna, mission controllers decided to violate their
  563.     own rules and let Vladimir Titov attempt an optical rendezvous from
  564.     ten kilometers.  This had never been done before by the Soviets and was
  565.     particularly risky since Titov later claimed he had not previously
  566.     trained for manual approach and docking.  Flight directors assisted
  567.     Titov by computing the range rate after Titov reported SALYUT size
  568.     estimates. 
  569.  
  570.         After a range of 330 meters was passed, the SOYUZ slipped out of
  571.     contact with the ground.  Without his range rate source, Titov was not
  572.     sure of his closing rate.  Although he was able to reduce his range to
  573.     75 meters with the aid of the SOYUZ's floodlight, he approached at too
  574.     high a velocity and, fearing a collision, fired thrusters to change
  575.     orbits and abort the docking (Newkirk, 1990). 
  576.  
  577.         There had been ten manned launches to SALYUT 1, 3, 4, and 5.  Of
  578.     these, one had failed to reach orbit (SOYUZ 18A), two had failed to
  579.     dock with their SALYUTs (SOYUZ 15 and 23), one had docked but the crew
  580.     was unable to transfer to their SALYUT (SOYUZ 10), and one crew had
  581.     perished during their return to Earth (SOYUZ 11).  This left the
  582.     Soviets with a fifty percent success rate if we deem SOYUZ 21 as a
  583.     successful mission, even though it was terminated earlier than planned. 
  584.  
  585.         From 1977 to 1981 there were sixteen SOYUZ spacecraft launched
  586.     towards SALYUT 6.  Of these only one failed to dock (SOYUZ 33) and one
  587.     docked but the crew could not transfer (SOYUZ 25).  In addition, there
  588.     were four launches of SOYUZ T craft, twelve launches of PROGRESS
  589.     craft, and the KOSMOS 1267 mission, all of which successfully docked
  590.     with SALYUT 6.  The success rate for SALYUT 6 was ninety-four percent
  591.     (Clark, 1988, pages 126-127). 
  592.  
  593.         Docking Recoveries
  594.  
  595.         Not all failures resulted in the loss of the mission.  During 
  596.     the SOYUZ T-6 mission in June of 1982, cosmonaut Vladimir Dzhanibekov
  597.     rescued the docking with a manual maneuver after the automatic system
  598.     failed.  After turning the spacecraft around to perform the braking
  599.     maneuver, at nine hundred meters from SALYUT 7, the Argon computer
  600.     failed and would not realign with the station.  Dzhanibekov
  601.     disconnected the computer and maneuvered the SOYUZ along all three
  602.     axes to resume pointing at the station.  His successful docking from
  603.     such a far range under manual control was a major achievement
  604.     (Newkirk, 1990).  The regular failure of the SOYUZ T system during
  605.     final approach was usually followed by manual recovery and presumably
  606.     led to computer improvements in the SOYUZ TM spacecraft (Clark, 1988).
  607.  
  608.         Vladimir Dzhanibekov was no stranger to docking operations:  The
  609.     SOYUZ T-6 mission was his third.  After five flights he was the Soviet
  610.     Union's most experienced cosmonaut.  He was the first cosmonaut to fly
  611.     more than three space missions. 
  612.  
  613.         Dzhanibekov served as back-up commander to Alexei Leonov (the
  614.     first man to "walk" in space during the VOSKHOD 2 mission of 1965) for
  615.     ASTP.  He did not fly in space until January of 1978 with the SOYUZ 27
  616.     mission, where he achieved the first double docking with a manned
  617.     space station.  In March of 1981, Dzhanibekov flew his second flight
  618.     in SOYUZ 39 with Mongolian cosmonaut Jugerdemidiin Gurragcha.  In July
  619.     of 1984, on SOYUZ T-12, he accompanied Svetlana Savitskaya in the first 
  620.     extra-vehicular activity (EVA) by a female (Hillyer, 1986). 
  621.  
  622.         As prime commander of the SOYUZ T-13 mission, Dzhanibekov had 
  623.     the privilege of testing a new manual docking system in June of 1985.  
  624.     The primary purpose of this flight was to rescue SALYUT 7 after it 
  625.     had lost all power and was tumbling aimlessly in Earth orbit.  As
  626.     Dzhanibekov said: 
  627.  
  628.         "There were great difficulties with preparation for docking with
  629.     this object.  The station seemed to us as a dead space object and
  630.     nothing more.  And specialists were afraid that it would rotate in
  631.     space at too high a speed in three axes.  So we had to train and to
  632.     find out this optimum way to maneuver around the station to find the
  633.     best light conditions of the Sun.  And of course to train our hand...
  634.     everything had to be done manually" (Hillyer, 1986, page 17). 
  635.  
  636.         Equipped with a laser range finder, Dzhanibekov compared the
  637.     measured range to SALYUT 7 with the range computed by his spacecraft.
  638.     At ten kilometers, Dzhanibekov interrupted the automated approach to
  639.     input SALYUT 7 attitude data into the SOYUZ docking computer.  The
  640.     automatic approach resumed until "3 km distance, at a rate of 12, and
  641.     later 6 meters/second when Dzhanibekov took control" (Newkirk, 1990,
  642.     page 270).  At three kilometers, "there started to be a difference
  643.     between our measurements and the radar-calculated data.  So I had to
  644.     take the handles and step in to direct manually" (Hillyer, 1986, page
  645.     17).  "At 2 km, the crew used a new optical guidance system, hand-held
  646.     laser range finder and a night vision instrument, to see and measure
  647.     distance to the station" (Newkirk, page 270). 
  648.  
  649.         At a range of two hundred meters, Dzhanibekov nulled the approach
  650.     velocity because the Sun was behind the station, making visibility
  651.     poor.  For ten minutes he circled the station on damage patrol.  Then,
  652.     in a roll-matching maneuver, he docked with the station.  "Later
  653.     Dzhanibekov would say, 'Docking is like driving a seven-ton truck with
  654.     fragile freight on an icy road into a narrow gate at the end of this
  655.     road'" (Kramer, 1990, page 57).  The docking was successful and
  656.     Dzhanibekov has similar opinions about manual control as APOLLO 11
  657.     astronaut Edwin "Buzz" Aldrin:  "He shares Aldrin's skepticism about
  658.     automated systems and claims that manual control gives the ability to
  659.     'operate in [a] wider range'" (Hillyer, page 18). 
  660.  
  661.         SALYUT 7 entered Earth's atmosphere on February 7, 1991 ("Soviet
  662.     SALYUT 7", 1991, page 15).  The SALYUT 7-KOSMOS 1686 system was the
  663.     largest object (43 tons) to re-enter since SKYLAB re-entered over
  664.     Australia on July 11, 1979.  The SALYUT's demise was accelerated by 
  665.     a peak in solar flare activity during 1989.  Earth's atmosphere was
  666.     heated by the flares and subsequently rose, causing more drag on the
  667.     SALYUT (and other spacecraft in Earth orbit) than would have occurred
  668.     with a less active Sun. 
  669.  
  670.         Admittedly, one of the main reasons for manual control is
  671.     emotional or political:  Namely, pilots would rather fly than watch. 
  672.     However, the successful rescues mentioned previously would not have
  673.     been possible without human intervention. 
  674.  
  675.         Another recovery was made with SOYUZ TM-5 (the thirteenth
  676.     international crew, a Bulgarian) in June of 1988.  Although the Kurs
  677.     system malfunctioned during the final approach, flight controllers
  678.     diagnosed the problem and a successful docking was completed within
  679.     two days of the launch. 
  680.  
  681.         In June of 1990, a docking recovery was achieved with an unmanned
  682.     vehicle.  Docking of the KRISTALL ("Crystal") module with the MIR space 
  683.     station was automatically aborted when a KRISTALL computer discovered 
  684.     a malfunction in one of its attitude control thrusters.  Ground
  685.     controllers used a backup set of thrusters to complete the docking
  686.     operation successfully (Rains, 1990a). 
  687.  
  688.         References -
  689.  
  690.     Aldrin, Edwin B., and M. McConnell, MEN FROM EARTH, Bantam Books, 
  691.     New York, 1989
  692.  
  693.         Baker, D., THE HISTORY OF MANNED SPACE FLIGHT, Crown Publishers,
  694.     Inc., New York, 1982
  695.  
  696.         Clark, Phillip, THE SOVIET MANNED SPACE PROGRAM, Orion Books, 
  697.     New York, 1988
  698.  
  699.         Friedman L. H., and T. Heinsheimer, "Build a U.S.-Soviet Team for 
  700.     Mars", SPACE NEWS, July 2-8, 1990, pages 15-16
  701.  
  702.         Hillyer, M. S., "Cosmonauts Have the Right Stuff, Too: A Conver-
  703.     sation with Vladimir Dzhanibekov", SPACE WORLD, September, 1986,
  704.     pages 17-20
  705.  
  706.         Kiernan, V., "New PROGRESS Capsule Completes Successful Sample-
  707.     Return Mission", SPACE NEWS, December 3-9, 1990, page 28
  708.  
  709.     Kramer, S. B., "The Rescue of SALYUT 7", AIR & SPACE SMITHSONIAN,  
  710.     February/March, 1990, pages 54-59
  711.  
  712.     Newkirk, Dennis, ALMANAC OF SOVIET MANNED SPACE FLIGHT, Gulf 
  713.     Publishing Company, Houston, Texas, 1990
  714.  
  715.     Oberg, James E., RENDEZVOUS AND PROXIMITY OPERATIONS HANDBOOK,
  716.     (JSC-10589), NASA Lyndon B. Johnson Space Center Mission Operations 
  717.     Directorate Flight Design and Dynamics Division, Houston, Texas, 1988
  718.  
  719.     Rains, L., "KRISTALL, MIR Dock on Second Try; Space Walk Next",  
  720.     SPACE NEWS, June 10-16, 1990a, pages 1, 4, 21
  721.  
  722.     Rains, L., "Soviets Seek to Solve MIR Bottleneck with PROGRESS M",  
  723.     SPACE NEWS, September 10-16, 1990b, page 8
  724.  
  725.     Sedej, D. T., and S. F. Clarke, RENDEZVOUS AND PROXIMITY OPERATIONS 
  726.     WORKBOOK (RNDZ 2102), NASA Lyndon B. Johnson Space Center Mission 
  727.     Operations Directorate Training Division Flight Training Branch,
  728.     Houston, Texas, 1985
  729.  
  730.     "Soviet SALYUT 7", AVIATION WEEK & SPACE TECHNOLOGY, February 11, 
  731.     1991, page 15
  732.  
  733.         Related EJASA Articles -
  734.  
  735.         "The Great Moon Race: The Soviet Story, Part One", by Andrew J. 
  736.     LePage - December 1990
  737.  
  738.         "The Great Moon Race: The Soviet Story, Part Two", by Andrew J. 
  739.     LePage - January 1991
  740.  
  741.         "The Great Moon Race: New Findings", by Andrew J. LePage - May 1991 
  742.  
  743.         About the Author -
  744.  
  745.         Adam R. Brody received S.B. and S.M. degrees in Aeronautics and
  746.     Astronautics from the Massachusetts Institute of Technology (MIT) in 
  747.     Cambridge, Massachusetts, and a diploma as a member of the founding
  748.     conference of the International Space University (ISU).  Adam also
  749.     received his M.A. degree in Psychology from San Jose State University
  750.     in California. 
  751.  
  752.         Adam is a senior aerospace engineer/experimental psychologist 
  753.     for Sterling Software, Palo Alto, California.  Among the NASA Ames
  754.     Research Center organizations with which he has worked are the
  755.     Centrifuge Facility Project Office, Human Interface Research Branch,
  756.     EVA Systems Branch, and the Aerospace Human Factors Research Division.
  757.     Adam is the author of over thirty-five research papers on various
  758.     topics relating to performance aspects of humans in space.  Adam
  759.     pioneered a comprehensive study of the human factors and manual
  760.     control aspects of orbital flight and he developed the Space Station
  761.     Proximity Operations Simulator at Ames for his studies.  He also
  762.     initiated a research program to quantify EVA rescue requirements, and
  763.     created of an orbital trajectory planning tool for the Macintosh
  764.     computer system. 
  765.  
  766.         Adam's research interests include the human factors and manual
  767.     control requirements of space station proximity operations and other
  768.     manned space flight operations.  Recent work includes development 
  769.     and simulation of an EVA self-rescue technique using the Virtual
  770.     Interactive Environmental Workstation (VIEW).  Currently, he serves 
  771.     as the human factors expert on the systems engineering staff of the
  772.     Centrifuge Facility Project Office at Ames, where he developed the
  773.     Payload Resource In Space Monitor (PRISM) for tracking resources on
  774.     the FREEDOM space station.  He is currently using object-oriented
  775.     rapid prototyping to develop software requirements for the space
  776.     station facility. 
  777.  
  778.         Adam is a member of the Space Operations and Support Technical
  779.     Committee of the American Institute of Aeronautics and Astronautics,
  780.     where he is chairman of the Human Factors, Automation and Robotics
  781.     Sub-committee.  He is also a member of the National Air and Space
  782.     Museum, the Union of Concerned Scientists, a founding sponsor of the
  783.     CHALLENGER Center, and a charter member of the Technology Center of
  784.     Silicon Valley.  His biography is listed in Personalities of America,
  785.     the Dictionary of International Biography, Who's Who of Emerging
  786.     Leaders in America, Who's Who Among Young American Professionals, 
  787.     and Who's Who in the West. 
  788.  
  789.         Adam may be reached through E-mail at brody@eos.arc.nasa.gov
  790.  
  791.  
  792.                  FIRST INTERNATIONAL CONFERENCE ON OPTICAL SETI
  793.  
  794.                             Dr. Stuart A. Kingsley
  795.  
  796.         From the author of the January 1992 six-part EJASA article (Vol. 3,
  797.     No. 6A-6F) on Optical SETI (OSETI):
  798.  
  799.         As a result of that article and floppy disk versions that I mailed
  800.     to key members of the laser communications community, I was asked during
  801.     the summer by Dr. David L. Begley of Ball Aerospace Systems Group, to
  802.     organize a conference on Optical SETI for SPIE (The International
  803.     Society of Optical Engineering).  This was originally planned to be a
  804.     single session in SPIE's Free-Space Laser Communication Technologies V
  805.     conference, chaired by Dr. Stephen Mecherle of TRW, Inc.  Twelve months
  806.     ago, I would not have believed that one year after publication of 
  807.     the EJASA article, we would be in the position to organize what is 
  808.     effectively, though unofficially, the First International Conference 
  809.     on Optical SETI.
  810.  
  811.         Even though the summer vacation period was a difficult time to
  812.     organize a conference, I was able to get so many papers at short notice,
  813.     that the single session was extended into a dedicated conference with
  814.     three sessions and a separate published proceedings (approximately 200
  815.     pages).  The latter will be available (hopefully) shortly after the
  816.     conference and will constitute the first publication on this subject.
  817.     The OSETI conference follows on immediately after the Free-Space Laser
  818.     Communication Technologies V conference.
  819.  
  820.         This event will be of particular interest to laser communications
  821.     scientists and engineers.  It presents the opportunity to help resolve
  822.     the dichotomy within NASA that while lasers are fine for GEO to GEO, GEO
  823.     to LEO, deep-space and interstellar communications, ETIs would not use
  824.     such technology to signal emerging technical civilizations (us).  The
  825.     first session has been devised to bring the laser communications
  826.     community up to speed on Microwave (Conventional) SETI (MSETI) and
  827.     general SETI related matters.  The second and third sessions are
  828.     specifically devoted to Optical SETI topics.  Since I thought it
  829.     important to get a variety of opinions as to the veracity of SETI and
  830.     the efficacy of the optical approach, I have included many shades of
  831.     opinion.
  832.  
  833.         We are fortunate in being able to have Arthur C. Clarke kick off
  834.     this conference from his home in Sri Lanka.  We are working to set up a
  835.     live international satellite link with Arthur C. Clarke but at a minimum
  836.     we will have a video-taped address.  These days, Clarke's health
  837.     precludes extensive travelling.  We are also investigating the
  838.     possibility that NASA Select TV could cover the entire conference on a
  839.     live or taped-delayed basis.  If you cannot attend this conference but
  840.     would like to see it transmitted by NASA Select, write to SPIE and NASA
  841.     Headquarters requesting this coverage.  The more people lobby for this
  842.     the more likely we will get the cooperation of the concerned parties.
  843.     For those with a TVRO (TeleVision Receive Only) satellite dish, NASA
  844.     Select TV is available on Satcom F2R (72 W), Transponder 13.
  845.  
  846.         The "Grand Old Man" of SETI, Dr. Bernard M. Oliver, who is extremely
  847.  
  848. ------------------------------
  849.  
  850. End of Space Digest Volume 15 : Issue 278
  851. ------------------------------
  852.